냉각 시스템 보호 가이드

읽기 목록에 저장 게시자: Bella Weetch, 편집 보조 Hydrocarbon Engineering, 2023년 1월 11일 수요일 09:00

많은 다운스트림 석유 및 가스 플랜트의 냉각 시스템은 대부분 탄소강 배관으로 구성되어 있으며, 열 교환 표면은 주로 탄소강과 황색 금속(구리 함유 합금)을 사용합니다. 결과적으로 탄소강과 구리 부식 제어는 시스템 신뢰성을 유지하고 자산 수명을 극대화하는 데 매우 중요합니다. 기본적으로 부식 과정은 모든 금속을 가장 높은 산화 상태로 유도하여 표면에 산화물 층을 형성합니다. 시간이 지남에 따라 이 산화물 층은 양이온 금속 이온이 염화물이나 황산염을 통해 냉각수에 용해될 때까지 전자 전달 과정을 느리게 합니다. 황색 금속 부식은 튜브 번들 자체의 파손을 일으킬 수 있을 뿐만 아니라 탄소강 표면에 공격적인 갈바닉 부식 구멍을 유발하므로 주목할만한 문제입니다. 환경적으로 구리 부식 부산물이 냉각수로 방출되면 배출 규정 준수에 영향을 미칠 수 있습니다.

처음에 부식, 곰팡이 및 미생물 제어를 위한 페인트 첨가제로 사용된 벤조트리아졸 및 아졸 분자는 산업용 화학 처리제로서 오랜 역사를 가지고 있습니다. 산업용 수처리에서는 약 75년 동안 황색 금속(구리, 구리 니켈 및 해군성 열 교환기) 부식 제어를 위해 벤조트리아졸 유도체를 널리 사용해 왔습니다.

아졸 기반 기술에는 단점과 한계가 있습니다. 주요 부정적인 측면으로는 수생 독성 증가, 흡착성 유기 할로겐화물(AOX) 생성, 산화제에 노출 시 금속 표면 부동태화 손실 등이 있습니다.

산업용 냉각수 처리에서 미생물학적 제어를 유지하기 위해 지속적으로 또는 간헐적으로 산화제를 공급하는 것이 일반적인 관행입니다. 가장 많이 사용되는 산화제에는 차아염소산나트륨, 브롬, 이산화염소, 과산화물 또는 오존이 포함됩니다. 불행하게도 산화제는 부식 셀의 음극 반응을 우회하고 더 높은 산화 전위를 유도하며 일반 부식과 국부 부식을 가속화할 수 있습니다. 아졸로 처리된 산업용 냉각수에 산화 미생물억제제를 첨가하면 금속 표면의 단면 투과전자현미경(TEM) 이미지를 통해 이전에 균일했던 부동태화 표면이 이제 다공성이며 불연속적인 모습을 보여줍니다(그림 1 참조). .

그림 1. A: 차아염소산 없이 형성된 해군성 황동(ADM) 표면의 TTA 필름의 단면 TEM 이미지. B: 금속 표면에서 TTA의 차아염소산 촉매 변위를 보여주는 단면 TEM 이미지.

결과적으로, 황색 금속 부식 제어와 미생물 제어 사이에는 절충이 필요한 경우가 많습니다. 피막 형성 부식 억제제로서의 벤조트리아졸 및 아졸 화합물의 특성에 대한 광범위한 연구에도 불구하고 산업용 수처리 시설에서는 종종 업계 표준인 최대 0.2mpy를 초과하는 황금속 부식률, 황금속 합금의 탈합금( 탈아연화), 갈바닉 부식, 유출수의 구리 수준 상승 등이 있습니다.

최근에는 재료 가용성이 기존 아졸 기술 사용을 복잡하게 만드는 또 다른 제한 사항입니다. 원자재, 정부 부과 관세 및 배송 지연과 관련된 공급망 문제는 공급에 영향을 미치고 비용을 크게 증가시켜 최종 사용자가 이 기술에 대한 의존도를 줄이는 새로운 기술을 찾도록 유도했습니다.