Καθαρισμός Laser στην Πετροχημική Βιομηχανία: Εφαρμογές, Οφέλη & Λύσεις

Ο πετροχημικός εξοπλισμός λειτουργεί για μεγάλες περιόδους υπό υψηλή θερμοκρασία, υψηλή πίεση και διαβρωτικά μέσα, έτσι οι επιφάνειές του τείνουν να συσσωρεύουν βιομηχανικούς ρύπους όπως λάδια, σκουριά, άλατα και στρώματα ρύπανσης πολυμερών. Οι παραδοσιακές μέθοδοι καθαρισμού γενικά δυσκολεύονται να επιτύχουν επιλεκτικό-καθαρισμό της περιοχής και μπορεί να προκαλέσουν δευτερογενή βλάβη στο υπόστρωμα, καθιστώντας δύσκολη την κάλυψη των ολοένα-απαιτήσεων καθαρισμού του κλάδου. Ταυτόχρονα, οι αυστηρότεροι περιβαλλοντικοί κανονισμοί αποτελούν σοβαρή πρόκληση για τις συμβατικές διαδικασίες όπως ο χημικός καθαρισμός. Αποτελεσματικό, φιλικό προς το περιβάλλον, ασφαλές και αξιόπιστοτεχνολογία καθαρισμού λέιζεργίνεται σταδιακά μια αποτελεσματική λύση στα προβλήματα καθαρισμού της πετροχημικής βιομηχανίας.

1. Απαιτήσεις καθαρισμού για ρύπανση εξοπλισμού

Λόγω του απαιτητικού περιβάλλοντος λειτουργίας τους, ο πετροχημικός εξοπλισμός είναι πιο επιρρεπής σε βιομηχανική ρύπανση. Οι εναποθέσεις στις επιφάνειες του εξοπλισμού όχι μόνο μειώνουν την απόδοση παραγωγής και υποβαθμίζουν την απόδοση των εξαρτημάτων, αλλά μπορεί επίσης να οδηγήσουν σε συμβάντα ασφαλείας και οικονομικές απώλειες. Για να διατηρηθεί η κανονική λειτουργία του εξοπλισμού, τα πετροχημικά εργοστάσια πρέπει να καθαρίσουν ολόκληρη τη μονάδα ή μέρος της, πριν από τη θέση σε λειτουργία και μετά από έναν ορισμένο κύκλο λειτουργίας.

2. Απαιτήσεις καθαρισμού πριν από την επιθεώρηση τερματισμού λειτουργίας

Όταν ο πετροχημικός εξοπλισμός κλείνει για επιθεώρηση, οι περιοχές που θα εξεταστούν πρέπει να ελέγχονται. Για ζώνες που επηρεάζονται από διάβρωση ή συγκέντρωση τάσεων όπου είναι πιθανό να εμφανιστούν ελαττώματα όπως ρωγμές ή διατρήσεις, η επιφανειακή βαφή και τα στρώματα ρύπανσης πρέπει να αφαιρεθούν με καθαρισμό για να αποκαλυφθεί το βασικό υλικό πριν πραγματοποιηθεί αποτελεσματική επιθεώρηση και αξιολόγηση.

Για περαιτέρω συντόμευση των κύκλων συντήρησης, μείωση του χρόνου διακοπής λειτουργίας και χαμηλότερο κόστος συντήρησης, η πετροχημική βιομηχανία χρειάζεται επειγόντως μια τεχνολογία καθαρισμού που είναι πιο βολική, αποτελεσματική, φιλική προς το περιβάλλον και ασφαλέστερη από τις συμβατικές μεθόδους προετοιμασίας επιφανειών πριν από την επιθεώρηση διακοπής λειτουργίας.

3. Περιορισμοί Υφιστάμενων Τεχνολογιών Καθαρισμού

Οι τεχνολογίες καθαρισμού που χρησιμοποιούνται σήμερα για πετροχημικό εξοπλισμό παγκοσμίως εμπίπτουν σε τρεις κατηγορίες: χημικό καθαρισμό, φυσικό καθαρισμό και φιλικό προς το περιβάλλον μικροβιακό καθαρισμό, με τον χημικό καθαρισμό να αντιπροσωπεύει περίπου το 70% της αγοράς. Καθώς η σύγχρονη πετροχημική βιομηχανία συνεχίζει να αυξάνει τις απαιτήσεις της σχετικά με την ποιότητα καθαρισμού, την προστασία του περιβάλλοντος και την ασφάλεια, οι παραδοσιακές τεχνολογίες καθαρισμού παρουσιάζουν τα ακόλουθα μειονεκτήματα:

• Ο επιλεκτικός-καθαρισμός της περιοχής είναι δύσκολο να επιτευχθεί και η περιοχή καθαρισμού και η ένταση δεν μπορούν να ελεγχθούν με ακρίβεια, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει βλάβη στο υπόστρωμα ή να προκαλέσει δευτερεύουσα βλάβη.
• Ο χημικός καθαρισμός παράγει μεγάλους όγκους υγρών αποβλήτων και λυμάτων και το κόστος απόρριψης είναι υψηλό, γεγονός που καθιστά δύσκολη τη συμμόρφωση με ολοένα και πιο αυστηρούς περιβαλλοντικούς κανονισμούς.
• Ορισμένες μέθοδοι καθαρισμού είναι- χρονοβόρες και κοπιαστικές-, με μεγάλους κύκλους καθαρισμού που εμποδίζουν την αποδοτικότητα συντήρησης του εξοπλισμού.

4. Πλεονεκτήματα του καθαρισμού με λέιζερ

Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές τεχνολογίες καθαρισμού, τα βιομηχανικά μηχανήματα καθαρισμού λέιζερ προσφέρουν τα ακόλουθα διακριτικά πλεονεκτήματα:

• Χρειάζεται μόνο μια μικρή ποσότητα βοηθητικού διαλύματος και σε ορισμένες συνθήκες εργασίας δεν απαιτείται καθόλου λύση.
• Ένα ευρύ φάσμα μολυσματικών ουσιών μπορεί να αφαιρεθεί από ένα ευρύ φάσμα υλικών υποστρώματος.
• Οι επιφανειακοί ρύποι αφαιρούνται αποτελεσματικά με ελάχιστη ζημιά στο υπόστρωμα.
• Η περιοχή καθαρισμού και η ποιότητα καθαρισμού μπορούν να ελεγχθούν με ακρίβεια.
• Διατίθενται φορητές μονάδες που παρέχουν εξαιρετική κινητικότητα.
• Ο αυτοματισμός είναι εύκολο να εφαρμοστεί.
• Ο εξοπλισμός έχει μεγάλη διάρκεια ζωής, καταναλώνει μόνο ηλεκτρική ενέργεια κατά τη λειτουργία και προσφέρει χαμηλό συνολικό κόστος.

1. Μηχανισμοί Καθαρισμού

Ο καθαρισμός με λέιζερ είναι μια πράσινη,-μη καταστροφική τεχνολογία καθαρισμού επιφανειών που απομακρύνει τους ρύπους από ένα υπόστρωμα μέσω της αλληλεπίδρασης μεταξύ του φωτός λέιζερ και της ύλης. Τέσσερις τύποι στόχων αλληλεπίδρασης εμπλέκονται στη διαδικασία καθαρισμού λέιζερ: το στρώμα ρύπανσης, το αέριο μέσα στο στρώμα μόλυνσης, το υπόστρωμα και μια προ{2}}εφαρμοσμένη υγρή μεμβράνη.

2. Στεγνό καθάρισμα έναντι υγρού καθαρισμού

Οι τρόποι καθαρισμού που αντιστοιχούν στους τρεις πρώτους στόχους ονομάζονται συλλογικά "στεγνό καθάρισμα", το οποίο είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο σε βιομηχανικές εφαρμογές. Για κοινούς ρύπους όπως το χρώμα και το καουτσούκ, η σωστή επιλογή της πηγής λέιζερ και των παραμέτρων διεργασίας είναι επαρκής για αποτελεσματική αφαίρεση.

Η τέταρτη λειτουργία ονομάζεται "υγρός καθαρισμός", στην οποία χρησιμοποιείται ένα υγρό φιλμ για να βοηθήσει στην απομάκρυνση επίμονων ρύπων. Αν και αυτή η μέθοδος παράγει μια μικρή ποσότητα απόβλητου υγρού, ο όγκος είναι πολύ μικρότερος και λιγότερο επικίνδυνος από τον χημικό καθαρισμό. Για εύφλεκτα, διαβρωτικά ή τοξικά ιζήματα στην πετροχημική βιομηχανία, συνιστάται υγρός καθαρισμός για να αποφευχθεί η καύση ή η εξάπλωση των ρύπων κατά τον καθαρισμό με λέιζερ.

Ο καθαρισμός με λέιζερ μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα ευρύ φάσμα πετροχημικού εξοπλισμού, όπως εναλλάκτες θερμότητας, δεξαμενές, αντιδραστήρες, πύργους, δοχεία αποθήκευσης, αγωγούς, συμπιεστές και φυγοκεντρητές. Οι δύο πιο κοινές εφαρμογές - εναλλάκτες θερμότητας πλάκας και τύμπανα ατμού λέβητα - συζητούνται παρακάτω σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους καθαρισμού για να καταδειχθεί η υπεροχή και η δυνατότητα εφαρμογής του καθαρισμού με λέιζερ.

1. Καθαρισμός εναλλάκτη θερμότητας πλακών

Ένας πλακοειδής εναλλάκτης θερμότητας αποτελείται από κυματοειδείς πλάκες μεταφοράς θερμότητας που στοιβάζονται εναλλάξ και συμπιέζονται μεταξύ τους σε ένα πλαίσιο. Οι παραδοσιακές μέθοδοι καθαρισμού, όπως ο καθαρισμός νερού υψηλής-πίεσης, παράγουν απόβλητα υγρά και λύματα που έρχονται σε αντίθεση με ολοένα και πιο αυστηρές περιβαλλοντικές απαιτήσεις και το στέγνωμα των καθαρισμένων πλακών είναι- χρονοβόρο και κοπιαστικό-. Όταν απαλμικό μηχανή καθαρισμού λέιζερχρησιμοποιείται, ακόμη και τα παχιά στρώματα ρύπανσης αφαιρούνται εντελώς και οι πλάκες μπορούν να επανασυναρμολογηθούν αμέσως μετά τον καθαρισμό - απλά και άνετα.

Εικ. 1 (α) Πλακοειδής εναλλάκτης θερμότητας σε λειτουργία. (β) πλάκες εναλλάκτη θερμότητας που καθαρίζονται με νερό υψηλής-πίεσης. γ) πλάκες εναλλάκτη θερμότητας καθαρισμένες με λέιζερ.

2. Καθαρισμός τυμπάνου ατμού λέβητα

Το τύμπανο ατμού είναι το δοχείο πίεσης που αντέχει την πίεση λειτουργίας του λέβητα και είναι το πιο σημαντικό, βαρύτερο και ακριβότερο εξάρτημα ενός λέβητα - το ίδιο εξάρτημα που πρέπει να διατηρείται σεθερμοηλεκτρικούς σταθμούς, όπου ο καθαρισμός με λέιζερ έχει ήδη αποδείξει την αξία του. Οι παραδοσιακές μέθοδοι καθαρισμού είναι- χρονοβόρες και κοπιαστικές-εντατικές και η ένταση και η περιοχή καθαρισμού είναι δύσκολο να ελεγχθούν με ακρίβεια. η διαδικασία καθαρισμού μπορεί ακόμη και να διευρύνει τα υπάρχοντα ελαττώματα. Ο καθαρισμός με λέιζερ αφαιρεί επιλεκτικά λάδια, σκουριές, άλατα και άλλους ρύπους χωρίς να καταστρέφει το υπόστρωμα. Επιπλέον, ο εξοπλισμός μπορεί να γίνει φορητός, ώστε οι εργαζόμενοι να μπορούν να τον μεταφέρουν για εργασία σε ύψος, μειώνοντας τον χρόνο αποσυναρμολόγησης του εξοπλισμού και εξοικονομώντας κόστος εργασίας - ένα όφελος που περιγράφεται λεπτομερώς στον οδηγό μας γιακαθαρισμός λέιζερ για μη αποσυναρμολογούμενο εξοπλισμό.

Στην πραγματική εφαρμογή πεδίου, η τεχνική ομάδα του King's Laser χρησιμοποίησε αΜηχάνημα καθαρισμού χειρός παλμικού λέιζερ 200 Wγια να καθαρίσετε την περιοχή της ραφής συγκόλλησης. Μετά από τέσσερα περάσματα καθαρισμού, ένα φωτεινό λευκό βασικό μέταλλο και καθαρά ίχνη συγκόλλησης ήταν ορατά και ούτε το βασικό μέταλλο ούτε η γύρω περιοχή υπέστησαν ζημιά.

Εικ. 2 (α) Αποσυναρμολογημένο τύμπανο ατμού λέβητα. (β) εργαζόμενοι που εκτελούν συντήρηση καθαρισμού στο τύμπανο ατμού· (γ) αποτέλεσμα καθαρισμού στην περιοχή της ραφής συγκόλλησης χρησιμοποιώντας μια φορητή μηχανή καθαρισμού παλμικού λέιζερ 200 W.

Ο καθαρισμός με λέιζερ εξακολουθεί να αντιμετωπίζει τις ακόλουθες προκλήσεις στις πετροχημικές εφαρμογές:

1. Ενδέχεται να υπάρχουν υπολειμματικά εύφλεκτα ή εκρηκτικά αέρια ή υγρά σε πετροχημικές εγκαταστάσεις. Η θέσπιση κατάλληλων διαδικασιών διαδικασίας, προτύπων και συστήματος αξιολόγησης ασφάλειας αποτελεί βασική πρόκληση για εφαρμογή.
2. Η αποτελεσματικότητα και η ποιότητα του καθαρισμού με λέιζερ επηρεάζονται από πολλούς παράγοντες, όπως η πυκνότητα ενέργειας λέιζερ, η ταχύτητα σάρωσης, το βήμα σάρωσης, η ακρίβεια εστίασης και η ανάδραση παρακολούθησης. Η διερεύνηση αυτών των παραγόντων και των επιπτώσεών τους - ειδικά η βελτιστοποίηση διεργασιών υπό εξαιρετικά-γρήγορες, μικρο{3}}απαιτήσεις ζημιών - είναι μια άλλη πρόκληση.

Με τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης, της ακρίβειας και της φιλικότητας προς το περιβάλλον, ο καθαρισμός με λέιζερ είναι ένα ιδανικό μέσο για τη βιομηχανία πετροχημικών για τη βελτίωση της ποιότητας και της απόδοσης, την εξοικονόμηση ενέργειας και τη μείωση των εκπομπών και τη μετάβαση από τις παραδοσιακές μεθόδους καθαρισμού σε νέες προσεγγίσεις καθαρισμού. Επιπλέον, αφού ο

Για μια αντίστοιχη-βιομηχανική άποψη της ίδιας τεχνολογίας,καθαρισμός με λέιζερ στη βαριά βιομηχανίασυνοψίζει τις αναπτύξεις από τη διύλιση στον χάλυβα και την ισχύ.