Химикаттарға төзімді: зауыттар үшін өнеркәсіптік металл ғимараттар

Өнеркәсіптік металлоконструкциялық ғимараттарда химиялық төзімділіктің маңызы

Зауыт ғимаратының беріктігіне химиялық әсердің ықпалы

Химикаттар зауыт құрылымдарына түскен кезде олар уақыт өте келе материалдарды бүлдіруді бастайды. Өндірістік заттарға қарсы қорғалмаған материалдар үнемі әсер ету нәтижесінде микроскопиялық трещиндер пайда болады, ал бес жылдан кейін олардың беріктігі шамамен 30% төмендейді. Қышқыл буларына ұшыраған болат арқалықтар кернеулі коррозия мәселелеріне байланысты тезірек сынады, ал сілтілі ерітінділерге ұшыраған кезде темелік бетондар жиі ұсақталып түседі. Қорғау қабаттары тозып біткеннен кейін мәселе одан да нашарлайды, себебі бұл басқа да ғимаратқа таралатын әртүрлі зақымдануларға ашық тұратын негізгі құрылымдық бөліктерді қалдырады. Алғашқы кезде дұрыс химиялық қорғанысқа инвестиция салатын зауыттар кейіннен үлкен қиындықтардан құтылады және қиын өндірістік жағдайларда жылдар бойы ғимараттарының бүтіндігін сақтап қалады.

Өнеркәсіптік орталардағы жиі кездесетін коррозия тудыратын заттар

Өндірістік объектілер үш негізгі коррозиялық категориямен кездеседі:

• Қышқылдар мен еріткіштер (күкірт қышқылы, тұз қышқылы) металдарды өңдеуде қолданылады
• Сілтілі ерітінділер (тазалау жүйелерінен натрий гидроксиді, аммиак)
• Тұз аэрозольдері жағалаулық қондырғыларда және хлорид қосылыстарында

Басқа қауіптер әртүрлі орталарда болатын тотықтырғыштардан туындайды. Фармацевтикалық өндірістерде жиі сутегі пероксидімен жұмыс істейді, ал өндірістік суларды тазарту аймақтарында әдетте өнеркәсіптік ластиқ өнімдері қолданылады. Бұл заттардың концентрациясы әдетте қалыпты жағдайда 5-30 пайыз аралығында болады. Алайда авария немесе төгілу болған кезде концентрация әдеттегіден едәуір жоғары болатын аймақтар пайда болады. 60%-дан жоғары ылғалдылық пен 38 градус Цельсийден жоғары температура материалдардың бұзылу жылдамдығын шынымен үлкен дәрежеде өсіреді. Зерттеулер бұл жағдайлардың комбинациясы коррозияның стандартты жағдайлармен салыстырғанда үш есе тезірек жүруіне әкелетінін көрсетеді.

Химиялық төзімділіктің төмендігінің салдары: Тоқтап қалу және қауіпсіздік қаупі

Материалдар қатты химикаттарға төтеп бере алмаса, мәселелер тез көбейеді. Өнеркәсіптік есептерге сәйкес, құрылымдық зақымдануларды жөндеу қажет болған кезде фабрикалар жиі тоқтап қалады да, әрбір сағат сайын шамамен екі мың үш жүз долларға сома кетеді. Сонымен қатар, қоршау жүйелері істен шыққан сайын EPA штрафтары пайда болады, олар әдетте әрбір ретте бір жүз жиырма мыңнан аса доллар құрайды. Көптеген зауыттардағы едендер мен тіреуіш құрылымдар да нашарлап келеді, бұл жұмыс орындарындағы барлық апаттардың шамамен ширегін құрайтын сырғанау мен құлауға әкеліп соқтырады. Сондықтан көптеген алғашқы ойлау компаниялары химиялық әсерге арнайы бағытталған өнеркәсіптік металлоконструкциялық ғимараттарға көшуінің себебі осы. Бұл құрылымдар агрессивті заттарға ықпал етпей, жұмысты қиын жағдайларда да тегіс жұмыс істеуді сақтайтын арнайы қаптамалар мен қоспаларды қамтиды.

Өнеркәсіптік Металл Ғимараттарының Химиялық Коррозияға Қарсы Тұруы

Жоғары Өнімділікті Қаптамалар мен Бетін Өңдеудің Рөлі

Өнеркәсіпте қолданылатын метал конструкциялар күнделікті тұрып келетін химикаттардан жақсы қорғанысқа ие болуы керек. Тоқырау бояу, гальванизация және эпоксидтік жабындар сияқты әдістер коррозиялық заттардың төменгі болат бетіне жетуін тоқтататын мықты қорғаныс құрады. Қышқылдық жағдайларда тот басудың алдын алу үшін цинкпен бай праймерлер де жақсы нәтиже береді. Кейбір зерттеулерге сәйкес, PCE Solutions компаниясының өткен жылғы зерттеуінде олардың шамамен 94 пайызы сәтті болған. Қатаң химикаттармен жұмыс істейтін орындар үшін анодталған алюминий ерекше маңызды. Бұл қорғаныстың арқасында құрылымдардың қызмет ету мерзімі қарапайым өңделмеген беттерге қарағанда 30-50 пайызға дейін ұзаруы мүмкін. Осындай қорғаныс қабаттарын жағу алдында олар қатаң сынақ процедураларынан өтеді. Көптеген өнімдер теңіз жағалауына немесе химикат өңдейтін зауыттарға жақын орналасқан ғимараттар үшін өте маңызды болып табылатын арнайы тұзды бұрқақ сынағында 72 сағаттан аса төзімді бола алады.

Тот басудан қорғайтын құймалар және металды қаптауда олардың қолданылуы

304 және 316 маркалы болат индустриялық металл құрылыс конструкцияларында хром-никель құрамына байланысты жетекші орын алады, себебі оттегімен әрекеттескенде өзін-өзі түзететін тот баспайтын қабат түзіледі. Аса қатаң жағдайлар үшін өндірушілер барынша пайдаланады:

Бұл қорытпалар химиялық брызгалар аймағында шатырлар, қабырға панельдері мен құрылымдық тіреулерде мақсатты түрде қолданылады.

Ұзақ мерзімді қорғау үшін Бетін өңдеу саласындағы жетістіктер

Бүгінгі таңда нанокерамикалық қаптамалар металл бетімен молекулалық деңгейге дейінгі байланыс орнатады, бұл оларды тозу мен зақымданудан қорғауда кәдімгі бояудан едәуір жоғары болуын қамтамасыз етеді. Кейбір зерттеулер олардың өнімділігін өткен жылғы Surface Engineering Journal деректері бойынша 400% жоғары деп көрсетті. Содан соң ішінде өте ұсақ капсулаға ие өзін-өзі түзету материалдары бар. Бетіне сызық қашылған кезде бұл капсулалар ашылып, жарты миллиметр еніндегі саңылауларды толтырады. Бұл қатаң жағдайларға немесе химикаттарға ұшырағаннан кейін де заттардың бүтіндігін сақтауға көмектеседі. Сала деректерін қарағанда, PEO өңдеу де жөндеу шығындарын қатты төмендетеді. Бұл әдісті қолданатын зауыттар он бес жыл ішінде ескі әдістермен салыстырғанда жөндеуге шығындарын 62% үнемдейді. Өндіріс тоқтамай жұмыс істеуі керек және тоқтау құны жоғары болатын зауыттар үшін мұндай үнемдеу өте маңызды.

Бұл көпқабатты қорғау стратегияларын біріктіру арқылы өнеркәсіптік металлоконструкциялы ғимараттар петрохимиялық немесе фармацевтикалық орталарда тіпті 40 жылдан астам болатын коррозияға төзімділік құрылымдарын қамтамасыз етеді.

Қатаң өнеркәсіптік жағдайлардағы металлоконструкциялы ғимараттардың дәлелденген сенімділігі

Өнеркәсіптік металлоконструкциялы ғимараттар химиялық әсер, температураның шекті мәндері және механикалық тозу дәстүрлі құрылымдар үшін қауіп төндіретін орталарда өте жоғары беріктікті қамтамасыз етеді. Қазіргі заманғы конструкциялар ондаған жылдар бойы функционалдылықты сақтау үшін алдыңғы қатарлы металлургия мен қорғау әдістерін пайдаланады, соның ішінде коррозиялық будаңдар мен қышқылды қалдықтар материалдардың тозуын тездететін петрохимиялық өңдеу салаларында да.

Үздіксіз химиялық және экологиялық қысым астындағы құрылымдық ұзақ мерзімділік

Өнеркәсіптік металл ғимараттар хлоридтер, сульфидтер және қалыпты материалдарды бүліп жіберетін әртүрлі өнеркәсіптік еріткіштер сияқты қатты химикаттарға төзуге арналған арнайы құймалар мен жоғары деңгейдегі бетін өңдеу әдістеріне сүйенеді. 2023 жылғы соңғы зерттеулер цинк-алюминий-магниймен қапталған болат панельдері бар ғимараттар туралы қызықты нәтиже көрсетті. Он жыл бойы сыртта тұрғаннан кейін, бұл құрылыстар ескі тәрізді цинкованный болатқа қарағанда шамамен төрт есе жақсы тесік түзілу коррозиясына төзімді болды. Шынайы қолданыста өндірушілер көбінесе бірнеше қорғаныс қабатын қолданады. Біріншіден, эпоксидті бастапқы қабат жағылады, одан кейін полимерлі полиуретан қаптамасымен жабылады, бұл нәм мен ластанудан түбегейлі түрде қорғайды. Сонымен қатар, дәнекерленген тігістерді де ұмытпаңыз — олар мүмкін проблемалар басталатын жіктерде, әсіресе қауіпті химикаттармен күнбе-күн жұмыс істейтін құрылымдарда, сорылуды тоқтатады.

Төмен қызмет көрсету талаптары және жұмыс істеу үздіксіздігі

2024 жылғы FM Global-дың соңғы деректеріне сәйкес, заманауи металл ғимараттар бетон нұсқаларына қарағанда коррозияға 60% шамасында төмен ұзақ мерзімді шығындарды азайтады. Алдын-ала боялған панельдерге тұрақты қайта бояу қажет болмайды, ал ерекше дренаждық конструкциялар беттерде судың жиналуын тоқтатады, бұл шіруіктен қорғану үшін өте маңызды. Тәулігіне тәулік жұмыс істейтін зауыттар үшін мұндай беріктік елеулі айырмашылық жасайды. Жабдықтар күтпеген уақытта істен шықса, кейбір өндірушілер жөндеуді күткен сайын сағатына он бес мыңнан астам доллар жоғалтуы мүмкін. Сондықтан қазіргі кезде көптеген өндірістік алаңдар осындай металл құрылымдарға көшуінің себебі осы.

Химиялық өндірістерге арналған қолданыстар

Мұнай-химиялық, фармацевтикалық және өндірістік өндірістердегі металл ғимараттар

Металл ғимараттар химикаттардың әсерін көп түсіретін, әсіресе мұнай өңдеу зауыттары, дәрі-дәрмек шығаратын кәсіпорындар мен ауыр өнеркәсіптің цехтары сияқты салаларда маңызды рөл атқарады. Кәдімгі құрылыс материалдары осындай объектілерде тәулік бойы пайдаланылатын қатты еріткіштердің, күшті қышқылдардың және коррозиялық заттардың тәуліктік әсерін көтере алмайды. Сондықтан әсіресе қиын жағдайларда арнайы жасалған металл құрылымдар өзін жақсы көрсетеді. Мұнай өңдеу зауыттары өңдеу кезінде қауіпті көмірсутектерді қауіпсіз сақтау үшін оларға мұқтаж. Фармацевтикалық компаниялар таза бөлмелерді сақтау үшін бактериялардың өсуіне қарсы тұратын металл беттерге сүйенеді. Ал майлы сұйықтар мен өнеркәсіптік қалдықтармен жұмыс істейтін зауыттар уақыт өте келе басқа нұсқаларға қарағанда металл каркастардың анағұрлым берік екенін байқайды.

Салаға тән мәселелерге арналған дайын инженерлік шешімдер

Тараптар әртүрлі өнеркәсіптік жағдайларда кездесетін коррозия проблемаларына шешім табады. Мысалы, мұнай-химиялық өндірістерде қышқылдық булардың өтуін тоқтату үшін будың кедергісін беретін қаптамалар орнатылады, ал фармацевтикалық компаниялар регулярлы тазалау мен стерилизацияны қамтамасыз ететін және бактериялардың жиналуын болдырмаитын тегіс ішкі беттерді таңдайды. Қатаң химикаттармен жұмыс істейтін зауыттар белгілі бір қоспалармен күшейтілген бөлшектерді пайдаланғанда нақты пайда алады, әсіресе күшті салқындатқыштар немесе қалдық ағындармен жұмыс істелетін жерлерде. Мұндай ақыл-ойлы инженерлік шешімдер материалдар ғылымы зерттеулерінің жетістіктерінен туындайды. Өткен жылы Plant Engineering деген есеп беруі бойынша, бұл тәсіл күтпеген ұзақтықтағы техникалық қызмет көрсету тоқтатуларын шамамен 40%-ға дейін азайтады, яғни құрал-жабдық қиын химиялық жағдайларда да ұзағырақ жұмыс істейді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Зауыт ғимараттарында химиялық бүлінудің себебі не?

Химиялық деградация — қышқылдар, сілтілер және еріткіштер сияқты заттарға қорғалмаған материалдардың ұшырауы нәтижесінде туындайды. Бұл процесс материалда трещинаның пайда болуына, кебуіне немесе коррозияға әкеп соқтыруы мүмкін.

Неліктен металдан жасалған ғимараттар химиялық заттармен жабдықталған орталарға сәйкес келеді?

Металдан жасалған ғимараттар олардың қорғау жабыны, төзімді құймалары және алдыңғы қатарлы инженерлік шешімдері арқасында мұндай орталарға идеалды түрде сәйкес келеді. Бұл ерекшеліктер коррозияға ұшырайтын заттардан төзімділікті және қорғанысты қамтамасыз етеді.

Өнеркәсіптік ортада қандай химиялық заттар ең көп зиян тигізеді?

Қышқылдар (мысалы, күкірт қышқылы, тұз қышқылы), сілтілер (мысалы, натрий сілтісі) және тұздың аэрозолдары — мұндай орындардағы негізгі коррозиялық заттар. Басқа да зиянды агенттерге мысал ретінде сутегінің асқын тотығы сияқты тотықтырғыштар жатады.

Коррозияға төзімді өнеркәсіптік ғимараттардың ұзақ мерзімді пайдасы қандай?

Өнеркәсіптік металдан жасалған ғимараттар техникалық қызмет көрсетуге кететін шығындарды азайтады, жұмыс істеу үздіксіздігін қамтамасыз етеді және қатты химиялық ортада да ондаған жылдар бойы құрылымдық зақымданудан сақтайды.

Қаптамалар мен қорытпалар химиялық төзімділікті қалай жақсартады?

Эпоксидті қаптамалар мен цинкпен қаптау сияқты қаптамалар химиялық заттардың негізгі металдармен әрекеттесуін болдырмаған сияқты, ал пайдалы болат сияқты дамыған қорытпалар коррозияға ұшыраған орталарға табиғи түрде төзімділік қамтамасыз етеді.