Một vài chia sẻ về hướng phát triển chống ăn mòn thiết bị công nghiệp hóa chất ở nước ta

Ngành công nghiệp hóa chất hiện nay đang đóng vai trò rất quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hóa của nước ta. Sự phát triển của công nghiệp hóa chất có liên quan chặt chẽ với việc đổi mới công nghệ, tăng cường các quá trình công nghệ hiện có ở các cơ sở sản xuất và đầu tư xây dựng các nhà máy hóa chất mới với công nghệ sản xuất tiên tiến hơn.

DAP.jpg

Đặc trưng nhất của công nghiệp hóa chất là các dây chuyền sản xuất liên tục rất phức tạp, các điều kiện công nghệ được khống chế rất nghiêm ngặt, môi trường hóa chất rất khắc nghiệt. Do đó, việc tăng cường các quá trình công nghệ để tăng năng lực sản xuất tất yếu làm tăng tải trọng cơ, nhiệt, hóa trong các thiết bị hóa chất, dẫn đến việc tăng thường xuyên các yêu cầu về vật liệu kết cấu và làm tăng chi phí cho việc bảo vệ chống ăn mòn. Minh chứng cho điều này là ở các nước công nghiệp phát triển, chi phí cho bảo vệ chống ăn mòn thiết bị nói chung hàng năm chiếm khoảng 5% tổng sản phẩm quốc gia và con số này hàng năm không ngừng tăng lên.

Tổn thất do ăn mòn thiết bị gây ra bao gồm chi phí trực tiếp cho bảo vệ chống ăn mòn và tổn thất do dừng máy gây ra gián đoạn sản xuất. Theo các số liệu phân tích ở nước ngoài và qua theo dõi thực tế sản xuất hóa chất ở nước ta, người ta thấy tổn thất gây ra do dừng máy để sửa chữa thiết bị thường cao hơn rất nhiều so với chi phí trực tiếp cho bảo vệ chống ăn mòn thiết bị.

Chi phí trực tiếp cho bảo vệ chống ăn mòn thiết bị bao gồm các chi phí lựa chọn vật liệu thích hợp để sản xuất thiết bị, chi phí tạo ra các lớp phủ bảo vệ, và chi phí sử dụng các phương pháp bảo vệ thích hợp, thay thế sửa chữa các thiết bị hư hỏng.

Ngoài những tổn thất do dừng máy như đã nói ở trên, còn phải kể đến những mất mát gián tiếp do phải tăng dung lượng vật liệu kết cấu (thiết bị phản ứng, nồi hơi, ống ngưng, thiết bị trao đổi nhiệt, thùng chứa nước và hoạt chất, các cấu kiện khác...), mất mát do rò rỉ sản phẩm, do giảm hiệu suất, do sinh ra các tạp chất có hại ...

Trong các nhà máy hóa chất - theo số liệu thống kê mới nhất, chi phí dành cho bảo vệ chống ăn mòn chiếm 70 - 80% chi phí sửa chữa và dịch vụ sửa chữa trong năm. Do vậy người ta ngày càng chú ý hơn đến việc bảo vệ chống ăn mòn thiết bị công nghệ.

Kỹ thuật bảo vệ chống ăn mòn bao gồm các vấn đề: thiết kế chống ăn mòn, lựa chọn vật liệu kết cấu, áp dụng phương pháp làm chậm ăn mòn bằng cách kiểm tra và xử lý môi trường, sử dụng các màng bảo vệ, bảo vệ điện hóa và lựa chọn các phương pháp chống ăn mòn phù hợp ở tất cả các giai đoạn của sản xuất.

Hiện nay, nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật tin học, việc thành lập một ngân hàng dữ liệu về bảo vệ chống ăn mòn thiết bị hóa chất là rất hữu ích. Nhờ nó người ta có thể dễ dàng nhận được các câu trả lời như: Vật liệu nào có thể sử dụng để làm cánh khuấy thùng phản ứng để sản xuất axit H3PO4 trích ly, Các biện pháp bảo vệ nào có thể ứng dụng để bảo vệ bêtông khỏi ăn mòn sunfate, Thành phần của hợp kim Hastelloy D như thế nào.

ăn mòn kim loại3.jpg

... Nhờ đó, công việc của các nhà thiết kế, các kỹ sư công nghệ sẽ nhẹ nhàng hơn rất nhiều.

Một trong những vật liệu kết cấu cơ bản trong công nghiệp hóa chất là thép hợp kim cao chịu ăn mòn trên cơ sở thép crôm - niken. Hiện nay công nghiệp hóa chất nước ta chủ yếu sử dụng các loại thép tiêu chuẩn ký hiệu 304, 304L, 321, 316, 316L, 904... để chế tạo các thiết bị sản xuất hóa chất.

Các thành tựu mới trong kỹ thuật luyện kim đã tạo ra khả năng chế tạo các thép hợp kim chứa hàm lượng cacbon rất thấp (Extra Low Carbon - ELC) dùng cho những công việc chịu ăn mòn cao.

Đối với các môi trường cực kỳ khắc nghiệt, người ta đã sử dụng các loại thép mới có tên thương mại là Hy Resist và Hy Proof với các mác khác nhau và có giá thành đắt hơn thép 316L từ 1,1 - 2,0 lần. Mặc dù giá thành của thép hợp kim Hy Resist và Hy Proof cao hơn so với 316L, việc sử dụng chúng cho hiệu quả kinh tế cao hơn. Nhờ cải thiện phương pháp gia công thiết bị bền vững trong môi trường độc hại cho phép tăng mức tải trọng, giải phóng khỏi ức chế, tăng cường công nghệ sản xuất.

Tuy vậy, người ta không thể sử dụng thép hợp kim một cách tràn lan trong toàn bộ dây chuyền công nghệ vì sẽ giảm hiệu quả kinh tế. Vì thế, việc lựa chọn vật liệu thích hợp cho từng vị trí công nghệ là rất quan trọng và đòi hỏi các nhà công nghệ phải được trang bị đủ các kiến thức về lĩnh vực bảo vệ chống ăn mòn.

Theo các con số thống kê của Mỹ, chi phí cho màng phủ bảo vệ chống ăn mòn thiết bị chiếm 1,5 - 2% giá trị của thiết bị hóa chất. Danh mục các màng phủ bảo vệ ngày càng mở rộng thêm nhờ sự xuất hiện các vật liệu kết dính mới trên cơ sở polyme. Trên thị trường, các loại sơn phủ chất lượng cao rất phong phú. Nhờ việc sử dụng lớp phủ đặc dụng, trong nhiều trường hợp người ta có thể sử dụng thép cacbon thay cho thép không rỉ.

Thực tiễn cho thấy, trong điều kiện sản xuất ở các nhà máy hóa chất, phân bón ở nước ta do môi trường độc hại thải ra nhiều chất có hoạt tính ăn mòn cao nên việc sơn phủ các thiết bị bằng sơn thông thường là không kinh tế vì có độ bền rất thấp. Không hiếm các trường hợp là sau 1 - 2 năm lớp sơn phủ đã bị phá hủy. Để bảo vệ thiết bị trong môi trường hóa chất độc hại, người ta cần sử dụng các loại sơn có chất lượng cao hơn trên cơ sở các chất kết dính: cao su clo, cao su vòng, nhựa epoxy, nhựa polyeste chưa bão hòa, polyurêtan. Các loại bột màu dùng cho lớp lót có hiệu quả rất tốt là bột Zn và bột Pb cùng với các bột màu tiêu chuẩn là Pb3O4 và ZnCrO4.

Để bảo vệ chống ăn mòn ở nhiệt độ cao nên dùng các màng trong đó có sử dụng các vật liệu kết dính là nhựa phenol, nhựa silicon. Bột màu dành riêng cho lớp phủ là bột Al; cho lớp lót là bột Zn. Ngoài ra còn có thể chứa chất xúc tác để sấy tạo màng ở nhiệt độ thấp.

Trong thời gian gần đây, việc bảo vệ thiết bị bằng lớp phủ composit đã trở nên phổ biến. Lớp phủ composit bao gồm lớp kết dính (nhựa epoxy, nhựa polyeste) và cốt là sợi hoặc vải thủy tinh. Chất độn thường sử dụng là bột SiO2 mịn. Lớp phủ gồm 2 - 3 lớp với bề dày 2 - 3 mm có độ bền rất tốt nhờ kết hợp được ưu thế của từng loại vật liệu riêng biệt. Độ bám dính của lớp phủ với nền được giải quyết bằng cách phun cát thật kỹ hoặc photphat hóa. Đây là vật liệu rất thích hợp để bảo vệ bề mặt bằng thép của các thùng chứa, ống dẫn, các đường ống công nghệ, sàn làm việc và trong một số trường hợp có thể bọc lót các thiết bị phản ứng nếu điều kiện công nghệ cho phép. Đây là một hướng phát triển vật liệu mới với ứng dụng bảo vệ chống ăn mòn thiết bị rất có hiệu quả nên được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất.

Một việc rất cần thiết để so sánh hiệu quả của các hệ bảo vệ khác nhau và tính kinh tế của các biện pháp chống ăn mòn tại các nhà máy công nghiệp hóa chất là cần lập ra các biểu đồ chống ăn mòn các chi tiết kim loại. Biểu đồ sẽ chứa đựng các thông tin: dạng, kích thước, diện tích bảo vệ, loại vật liệu kết cấu, dạng bảo vệ chống ăn mòn, vật liệu sử dụng, công nghệ tiến hành, độ dày, giá cả của lớp phủ và độ bền của chúng qua việc đáng giá trạng thái của lớp phủ. Các thông tin này nếu làm được đầy đủ thì sẽ rất có ích cho các nhà chuyên môn và quản lý.

Trong kỹ thuật chống ăn mòn kim loại, phạm vi sử dụng của các phương pháp điện hóa tương đối hạn chế. Tuy nhiên, nếu áp dụng đúng nơi, đúng cách thì hiệu quả của chúng rất tốt. Một ví dụ là việc áp dụng phương pháp làm chậm ăn mòn hệ thống thiết bị tinh chế khí CO2(bằng dung dịch amin - kiềm) bằng chất ức chế NaVO3 đã cho hiệu quả rất tốt tại nhà máy phân đạm Hà Bắc. Tuy nhiên vẫn có thể tìm ra những nơi có thể áp dụng phương pháp này bởi tính hiệu quả, kinh tế của nó cao hơn. Đặc biệt thích hợp là những lưu trình khép kín, tuần hoàn.

Các phương pháp điện hóa bảo vệ catôt hiện nay trên thế giới đã có những tiến bộ mới về chế tạo protectơ và chất bọc anôt. Người ta còn áp dụng rộng rãi kỹ thuật tin học để tự động hóa quá trình khống chế các thông số bảo vệ và hệ thống kiểm tra, hệ thống đo; nhờ đó làm tăng độ tin cậy và tính hiệu quả của hệ thống bảo vệ.

Bảo vệ catôt là phương pháp đặc biệt có hiệu quả khi bảo vệ các đường ống ngầm dưới đất, các công trình ngầm. Bằng cách chuyển giao công nghệ, chúng ta hoàn toàn có thể làm chủ được công nghệ này trong các nhà máy hóa chất ở nước ta.

Hiện nay công nghệ chống ăn mòn trong các nhà máy hoá chấ trên thế giới cũng phát triển rất mạnh điển hình là các vật liệu chống ăn mòn cho nhà máy sản xuất HNO­3, H2SO4, H3PO4, Đạm urê, supe lân...Hiện nay tại Việt Nam có duy nhất nhà máy DAP-VINACHEM của tập đoàn Hoá Chất Việt Nam tại Hải Phòng có được đội ngũ chuyên gia chống ăn mòn được đào tạo bài bản và có thể tự chủ động chống ăn mòn cho dây chuyền sản xuất axit H3PO4 đây là một nhà máy có độ ăn mòn khủng khiếp nhất (có hỗn hợp 4 axit H2SO4, H3PO4 , H2SiF6 và HF ở nhiệt độ gần 100 oC).

Để làm chủ được sản xuất tiết kiệm chi phí trước khi xây dựng nhà máy chúng ta nên chủ động thuê đơn vị tư vấn thực hiện các khảo sát đánh giá và lựa chọn vật liệu phù. Đối với các nhà máy đã xây dựng để mua công nghệ và đào tạo một  đội ngũ chuyên gia chống ăn mòn sẽ phải đầu tư một khoản chi phí lớn cho nên phương án tối ưu là cộng tác với một công ty chống ăn mòn chuyên nghiệp để duy tu, bảo dưỡng, sửa chữa để ổn định sản xuất tiết kiệm chi phí.

Với các chuyên gia và kỹ sư được đào tạo bài bản Công ty Công nghệ Quốc tế HACC tự hào là Công ty duy nhất tại Việt Nam có thể chống ăn mòn cho nhiều nhà máy sản xuất hoá chất đặc biệt là nhà máy sản xuất axit H3PO4.

Hãy liên hệ, nhân viên Công ty Công nghệ Quốc tế HACC sẽ đến tận nơi khảo sát, tư vấn và đưa ra phương án chống ăn mòn miễn phí cho bạn. Thi công chống ăn mòn uy tín, chất lượng  thời gian bảo hành sử dụng lâu dài .

" Công ty HACC luôn luôn bên bạn "

Địa chỉ: 51A/161 Phương Lưu, Vạn Mỹ, Ngô Quyền, Hải Phòng.

Email: HACCQUOCTE@gmail.com

Website: chonganmonhoachat.com

Điện thoại: 0313.796389                 Fax: 0313.796389