После свих ових година на терену, дошао сам да видимрезервоари за складиштење хемикалијакао један од најсложенијих делова опреме у било ком индустријском објекту. Изгледају једноставно-заиста само контејнер. Али прецизирање, рад и одржавање једног на прави начин ослања се на науку о материјалима, механику флуида, инжењерство корозије, инструментацију и сплет еколошких и безбедносних прописа који се, чини се, умножавају сваке године.
Видео сам резервоаре који су радили више од две деценије са мало више од рутинске замене заптивки и повремених{0}}поправљања премаза. Такође сам видео резервоаре у којима су се појавиле пукотине од напрезања у року од три године од инсталирања, цуреле хемикалије које су коштале оператера не само производа и казни, већ и репутацију за коју су биле потребне године да се поправи.
Разлика обично није у куповној цени самог резервоара-већ у томе да ли је инжењерски тим поставио права питања током фазе спецификације. Овај чланак је организован око тих питања, извучен из пројеката на којима сам радио и грешака које сам видео (и направио).
Прво питање: Шта заправо чувате?
Знам да звучи очигледно, али видео сам више од неколико пројеката који су прешли овај први корак.
Реч „хемикалија“ покрива огроман распон-од флокуланта за пиће-воде- до димљене сумпорне киселине, од биљних уља на собној температури до врућих каустичних раствора на 80 степени, од потпуно инертних раствора соли до мономера који полимеризују у контакту са ваздухом. Сваки од њих има различите захтеве.
Моје правило је једноставно: пре него што наведете било шта, набавите пун хемијски профил. Као минимум, потребно вам је:
- Хемијски састав и концентрација-ово утичу на компатибилност материјала
- Радна температура и температурни опсег{0}}стопе корозије се отприлике удвостручују за сваких 10 степени
- Специфична тежина{0}}одређује хидростатичко оптерећење на омотачу резервоара
- Притисак паре-вам говори да ли вам је потребан дизајн{1}}наглашеног притиска или само вентил за одзрачивање
- Профил нечистоће{0}}загађивачи у траговима су често агресивнији од главне компоненте
Радио сам на пројекту где је клијент складиштио 98% сумпорне киселине у ФРП резервоару. На папиру је компатибилност материјала изгледала добро. Шест месеци рада, зид резервоара је почео да омекшава. Истрага је пронашла проблем праћења контаминације хлоридом у киселини-добављачевом листу података о корозији покривала је „чисту сумпорну киселину“, али није помињала интеракцију хлорида, а нико није ухватио детаље током спецификације.
Друго питање: Који материјал треба да користите?
Избор материјала за резервоаре за складиштење хемикалија је једна од оних тема о којима свако има своје мишљење, а мало ко се слаже. "Нерђајући је најбољи", кажу неки. „ФРП вам даје највише новца за новац“, тврде други. „Угљенични челик са облогом је једини поуздан приступ“, инсистира трећа група. Свака перспектива има заслуге, али ниједна не говори целу причу.
Ево мог прегледа, на основу онога што сам заправо видео да ради на терену:
Угљенични челик са унутрашњом облогом
Ово је класична комбинација у складиштењу хемикалија. Челик обезбеђује структурну чврстоћу; облога-гума, ПЕ, ПВДФ или стакло-стопљено-са-челиком-обезбеђује баријеру против корозије. Трошак је подношљив, а опсег апликација је широк. Лоша страна је у томе што када се облога пробије, подлога од угљеничног челика брзо кородира, а поправке обично захтевају стављање резервоара из употребе, одводњавање, чишћење, брушење и поновно премазивање-дуг и скуп процес. Видео сам један пројекат где је резервоар{10}}обложен гумом направио пукотину на завареном шаву после пет година рада. Киселина је процурила и у року од три месеца челична плоча испод је била перфорирана.
Нерђајући челик
304 и 316 су класе које већина људи познаје, али за складиштење хемикалија су вам често потребне више легуре-904Л, 2205 дуплекс или 6% молибдена супер-аустенит. Велика предност је у томе што нерђајућем материјалу није потребна посебна облога; пасивни оксидни слој је самозалечив-све док хлориди и температура остају у прихватљивим границама. Али цена је неколико пута већа од цене угљеничног челика, а ако погрешно схватите оцену-рецимо, 304 у хлориду-која садржи корозија која прожима околину може да напредује брже од равномерне корозије угљеничног челика.
Пластика{0}}ојачана стакленим влакнима (ФРП)
ФРП заузима средње место: умерене температуре, умерена корозивност. Предности су бешавна конструкција, глатка унутрашња површина и добра отпорност на корозију. Недостаци укључују значајан губитак чврстоће изнад 80 степени и квалитет који у великој мери зависи од ручног полагања-два резервоара из исте радње могу имати приметно различите перформансе.
Полиетилен високе{0}}е густине (ХДПЕ)
Што се тиче амбијенталне-температуре, атмосферског-притиска складиштења не-хемикалија које не оксидирају, ХДПЕ је тешко надмашити по цени. Отпоран је на већину киселина, база и раствора соли. Али не може да поднесе високе температуре (обично не изнад 60 степени), има слабу отпорност на органске раствараче, а у пожару, ХДПЕ резервоар ће се истопити и срушити, ослобађајући отрован дим.
Треће питање: атмосферски или{0}}притисак?
Ово је једно од оних питања која се стално потцењују. Многе хемикалије имају низак притисак паре на собној температури, тако да се атмосферски резервоар чини адекватним. Али додајте летњу врућину,резервоардисање и компресију простора током пуњења, а стварни притисак може бити знатно изнад амбијенталног.
Сећам се случаја где је клијент чувао умерено испарљив растварач са притиском паре од само 0,5 кПа на собној температури. Користили су атмосферски резервоар са стандардним вентилом. На летњем дану од 38 степени, притисак паре унутра се попео на 8 кПа. Вентилациони отвор није могао да издржи, а кров је испупчен-на срећу без пуцања, али је шкољка била трајно деформисана.
Од тог пројекта сам се са опрезом односио према "атмосферском". За било коју хемикалију са притиском паре изнад 1 кПа, препоручујем или дизајн-са номиналним притиском или, у најмању руку, велике вентиле за одушкавање и уређаје за хитно ослобађање. АПИ 620 покрива притиске до 15 псиг (приближно 103 кПа); изнад тога, налазите се на територији АСМЕ Сецтион ВИИИ.
Четврто питање: Који стандард дизајна се примењује?
Дизајн и израда резервоара за складиштење хемикалија укључују више стандарда, а избор је често вођен мање техничким преференцијама него регулаторним захтевима на месту инсталације.
У САД АПИ 650 и АПИ 620 представљају стандарде за-стандарде за атмосферско складиштење и складиштење под ниским{3}}притиском. АСМЕ Одељак ВИИИ покрива посуде под притиском. За мање резервоаре, УЛ 142 се често помиње. У Европи, ЕН 13445 даје оквир. Глобално хармонизовани систем УН-а (ГХС) првенствено се бави класификацијом и обележавањем, али такође утиче на избор резервоара и означавање.
Ево једне компликације на коју сам наишао више пута: мултинационални пројекти у којима власник наводи стандарде САД, али се производња одвија у Кини-„дизајнирани према АПИ-ју, изграђени у Кини“. У овом сценарију, код дизајна и код производње морају да се ускладе. Резервоар пројектован у Кини према АПИ 650 и даље мора да задовољи кинеске захтеве за квалификацију заваривача, НДТ процедуре и поновно испитивање материјала. Разлике између стандарда захтевају искусног инжењера да премости; у супротном, завршите са конфликтима као што је „дизајн АПИ-ја, кинеска инспекција“ који могу да одуговлаче пројекат недељама.
Радио сам на пројекту где је дизајн био прецизиран према АПИ 650, али тим за производњу био је навикнут на ГБ 50341, кинески стандард за вертикалне цилиндричне челичне резервоаре за складиштење. Два стандарда се разликују у прорачунима дебљине зида, коефицијентима заварених спојева и учесталости узорковања НДТ. Сам преглед цртежа је трајао више од месец дана и морали смо да доведемо-консултанта треће стране да уради-упоредно-поређење пре него што смо могли да пронађемо решење које задовољава оба оквира.
Питање пет: Шта се дешава ако процури?
Питање које нико не воли да поставља-јер признаје могућност неуспеха. Али инжењеринг не почива на нади; морамо да се позабавимо „шта ако“.
За складиштење хемикалија, потребно је озбиљно размотрити секундарно задржавање. Надземне инсталације обично користе бетонске насипе око резервоара, величине да држе најмање 110% запремине највећег резервоара (125% у неким јурисдикцијама). Поду насипа је потребан заштитни премаз, дренажни ров и сабирна јама са пумпом за пренос, тако да се свака ослобођена хемикалија може брзо преместити у резервоар за хитне случајеве или систем за третман.
Подземни резервоари-мање уобичајени у хемијским постројењима, али још увек тамо-обично користе конструкцију са двоструким-зидом са сензорима за откривање цурења у међупростору. Ако унутрашњи зид пробије, ослобађање се задржава у прстенастом простору и покреће аларм пре него што било каква контаминација доспе у тло.
Радио сам на фином хемијском пројекту где је власник озбиљно схватио секундарну заштиту-сваки насип резервоара је имао сопствени сензор нивоа везан за алармни систем централне контролне собе. Три године рада, резервоар са киселим међупроизводом развио је пукотину на доњем завареном шаву. Мала количина киселине ушла је у насип. Сензор је активирао аларм када је ниво течности порастао за само 2 мм. Оперативни тим је пренео садржај и очистио насип у року од 20 минута. Стварни губитак од тог инцидента, да сензор није био тамо, вероватно би био пун резервоар материјала, бетон оштећен нападом киселине и истрага агенције за заштиту животне средине.
Шесто питање: Ко га одржава и како?
Одржавање резервоара за складиштење хемикалија није ракетна наука, али јаз између доброг и лошег је у потпуности у детаљима.
Ево основне контролне листе за одржавање коју сам развио током година, а која се може применити на већину инсталација хемијских резервоара:
- Недељни-Визуелни преглед спољашњости кућишта, цевних прикључака, прирубница, вентила и насипа. Шта тражити: капље, промену боје, мрље од рђе, пликови премази, лабави завртњи.
- Месечно-Проверавајте инструменте и аларме. Да ли вентили за дисање раде слободно? Да ли је мерач нивоа тачан? Да ли сензори температуре исправно очитавају?
- Тромесечно-Проверавајте катодну заштиту ако је инсталирана. Измерити потенцијале и упоредити са претходним очитањима; потражите опадајући тренд.
- Годишње-Ултразвучно испитивање дебљине на изабраним тачкама мреже на кућишту и доњој плочи. Упоредите преосталу дебљину са пројектованим вредностима; израчунати брзину корозије.
- Сваких 3-5 година-Интерна инспекција. Испразните, очистите и проветрите резервоар; овлашћени инспектор улази да прегледа доњу плочу, шкољку, кров и заварене шавове. Интерном инспекцијом се откривају ствари које УТ пропуштају, посебно пуцање од корозије под напоном у зонама завареним топлотом.
- Постава/премаз{0}}По потреби. Поправите ране знаке деградације-креда, пуцање, крварење рђе на ивицама-пре него што квар постане широко распрострањен.
- Сећам се надзорника одржавања на једном месту који је био познат по томе што је био опсесиван. Сваког јутра би шетао резервоаром са малом бележницом и бележио сваку „аномалију“-чак и само мрвицу рђе на једном завртњу. Људи су мислили да је претерао. Али пет година касније, тај објекат није имао ниједан инцидент са цурењем. Када су друге биљке слале људе да уче од њих, он је то сажео на начин који никада нисам заборавио: "Нема никакве тајне. Само их гледам сваки дан."
Паметно надгледање: алат, а не замена
Током протекле деценије, ИоТ технологија је постала све чешћа у праћењу{0}}сензора нивоа хемијских резервоара, сензора температуре, предајника притиска, чак и праћења акустичне емисије. Трошкови су се смањили, а могућности су значајно проширене.
То је добра ствар. Али ја ћу упозорити: паметни системи за праћење су алати, а не замена за људску расуђивање.
Видео сам пројекат у коме је власник уложио велика средства у свеобухватан ИоТ систем за праћење, а затим одлучио да могу да смање ручне инспекције са дневних на недељне-поверујући систему да ухвати било шта важно. Онда је једног дана сензор означио абнормално очитавање нивоа. Оператер га је погледао у контролној соби, слегнуо раменима док се сензор померао, и ништа није урадио. Два дана касније, појавио се јак хемијски мирис у пределу резервоара-неколико стотина литара је процурило кроз доњи шав.
Истрага је закључила да је сензор био тачан. Проблем је био у превеликом-ослањању оперативног тима на систем и неадекватној обуци за реаговање. Стекли су навику да одбацују аларме као "лажно позитивне" без одговарајућег протокола за верификацију.
Ових дана, моја препорука клијентима је јасна: инсталирајте паметни систем за праћење на сваки начин, али немојте смањивати учесталост ручних прегледа. Систем вам помаже да надгледате 24/7, али је потребно људско искуство да би се одлучило да ли је аномалија лажни аларм или стварна претња.
Закључак: Избор није крај-То је почетак
Док сам писао овај чланак, стално сам се враћао на једно питање: ако бих могао да дам само један савет некоме ко ради на пројекту резервоара за складиштење хемикалија, који би то био?
После много размишљања, ево мог одговора: немојте овај пројекат третирати као „куповину резервоара“.
Одређивање резервоара за складиштење хемикалија не значи прелиставање каталога добављача, упоређивање цена и наручивање. То је вежба системског инжењеринга-која почиње темељном анализом својстава хемикалије, прелази се кроз избор материјала, одређивање кода дизајна, надзор квалитета производње, инсталацију и пуштање у рад, а затим се протеже на деценије оперативног управљања.
Сви пројекти које сам видео да су успели третирали су резервоар као саставни део производног система, а не само „место за одлагање ствари“. У тим пројектима, инжењер спецификације и оперативни тим су седели заједно и разговарали о сваком сценарију-како ће материјал ући и изаћи? Како ћемо га очистити? Како ћемо га прегледати? Како ћемо то поправити? Шта се дешава ако процури? Када прођете кроз све то, резервоар који одаберете ће заиста добро радити.
Књиговодствена вредност резервоара за складиштење хемикалија може бити 20 или 30 година. Али његов стварни век трајања зависи од тога колико сте мислили у њега у фази спецификације. Резервоар који је исправно специфициран ће и даље поуздано радити у 30. години. Резервоар који је случајно изабран може постати највећа безбедносна главобоља фабрике пре пете године.
Написао сам овај чланак да бих поделио неке од размишљања које сам акумулирао током година, у нади да ће помоћи људима који раде овај посао да избегну неке од грешака које сам видео. Ако сматрате да је било шта од тога корисно, онда је вредело труда.