آنالیز سیلیکون در فولاد با استفاده از دستگاه Niton XL5 XRFبرای جلوگیری از شکست خوردگی سولفیدی
آنالیز سیلیکون در فولاد با استفاده از دستگاه Niton XL5 XRFبرای جلوگیری از شکست خوردگی سولفیدی
خوردگی سولفیدی لولهها piping و تجهیزات در صنعت پالایش همچنان یکی از دلایل مهم نشت leaks و مسائلی است که میتواند منجر به تعویض زودهنگام، قطعیهای برنامهریزی نشده و حوادثی شود که به طور بالقوه منجر به افزایش خسارت و آسیب به کارگران میشود.
فولادهای کربنی با محتوای سیلیکون کم (<0.10٪) می توانند در معرض شرایط خوردگی سولفیداسیون بدون هیدروژن hydrogen-free sulfidation corrosion با سرعت بیشتری خورده شوند.
با توجه به عمل توصیه شده 939-C مؤسسه نفت آمریکا American Petroleum Institute (API) (دستورالعمل هایی برای جلوگیری از شکست خوردگی سولفیداسیون در پالایشگاه های نفت)، یک سوم خرابی های خوردگی سولفیدی در دمای بالا نتیجه محتوای کم سیلیکون است.
API RP 939-C یک جزء فرعی از برنامه بزرگتر API RP 578 PMI است – تأیید نصب صحیح آلیاژ در تمام سطوح سولفیداسیون، هم پیشگیرانه و هم واکنشی both proactive and reactive.
نمونههایی از تجهیزاتی که در آنها سولفیداسیون بدون هیدروژن اتفاق میافتد شامل واحدهای خام/خلاء crude/vacuum ، کراکر کاتالیزوری سیال fluid catalytic cracker ، کوکر coker و ویزابرکر visbreaker units است.
واحدهای فرآوری هیدرولیکی و هیدروکراکینگ خوردگی سولفیداسیون بدون هیدروژن را در بخش خوراک و تقطیر feed and distillation sections خود تجربه می کنند.
برای کمک به جلوگیری از وقوع این حوادث، آنالیز سیلیکونی چنین لولهها و تجهیزاتی با دستگاه فلورسانس پرتابل اشعه ایکس (XRF) یک انتخاب ایدهآل است.
Thermo Scientific Niton XL5 جدید امکان انالیز سریع و دقیق سیلیکون و سایر عناصر را در این زمینه فراهم می کند.
آنالایزر Thermo Scientific Niton XL5 XRF
Niton XL5 جدید کوچکترین و سبکترین دستگاه انالیز فلزی XRF با کارایی بالا در بازار است.
وزن سبک و اندازه کوچک Niton XL5 خستگی اپراتور را کاهش می دهد و امکان دسترسی به نقاط تست بیشتری را فراهم می کند.
هندسه اندازه گیری جمع و جور و لوله جدید پرتو ایکس 5 واتی بالاترین عملکرد و بهترین حساسیت عنصر را برای سخت ترین کاربردها مانند اندازه گیری سیلیکون کم ارائه می دهد.
دستگاه XRF Niton XL5 انالیز عنصری سریع و دقیق را در محیط های پر تقاضای پالایشگاه ارائه می دهد.
دستگاه XRF Niton XL5 مزایای کلیدی زیر را برای صنعت پالایش فراهم می کند:
- قویترین XRF پرتابل در دنیا
- تشخیص عالی عنصر سبک (Mg, Al, Si, P, S) بدون نیاز به تجهیزات جانبی خلاء یا هلیوم (He)
- اندازه کوچک و وزن سبک، بهره وری را بهبود می بخشد و آزمایش را در نقاط مختلف بدون خستگی اپراتور امکان پذیر می کند.
- رابط کاربری انعطاف پذیر و بهینه سازی آسان را برای برنامه های خاص مانند اندازه گیری سیلیکون کم امکان پذیر می کند.
- دوربین یکپارچه و آنالیز نقطه کوچک برای موقعیت یابی دقیق نمونه و ضبط تصویر
- ضد آب، ضد گرد و غبار و مناسب برای محیط های سخت
تصویر دستگاه XRF Niton XL5 در حال استفاده، انالیز جوش های نهایی finished welds در لوله های فولادی steel piping.
روش کار
استانداردها و نمونه های مرجع تایید شده Certified reference standard پس از اطمینان از تمیز بودن سطح و پاک بودن سطح از هرگونه آلاینده ای که می تواند سیلیکون یا عناصر دیگر را به انالیز ما وارد کند، تجزیه و تحلیل شدند.
آلیاژهای فلزی معمولی که در معرض خطر خوردگی سولفیداسیون هستند کربن و فولادهای کم آلیاژ low alloy steels هستند.
این آلیاژها در مواجهه با شرایط جوی اکسید می شوند.
این پوشش اکسیدی می تواند بر دقت خواندن در هنگام انجام آنالیز XRF تاثیر بگذارد.
با کاهش غلظت کروم در فلز، اکسیداسیون بدتر می شود.
برای اطمینان از خواندن دقیق، حذف هرگونه خوردگی ضروری است.
علاوه بر اکسیداسیون، اغلب ممکن است رنگ یا روغن یا گریس روی سطح وجود داشته باشد.
رنگ معمولاً حاوی فلزاتی مانند تیتانیوم، روی یا کادمیوم است که می تواند در قرائت آنالایزر اختلال ایجاد کند.
گریس می تواند حاوی مولیبدن و سایر مواد افزودنی باشد.
برای به دست آوردن قرائت دقیق سیلیکون، باید تمام آلودگی های سطحی در ناحیه مورد انالیز حذف شود.
سریعترین راه برای آمادهسازی سطح اکسید شده، استفاده از یک آسیاب right angle die grinder مجهز به محیط ساینده مناسب، مانند دیسک سنگزنی ZrAlO است.
برای آنالیز سیلیکون کم، نمونهها پس از آمادهسازی کامل سطح، به مدت 20 تا 60 ثانیه با استفاده از فیلتر اصلی (5 ثانیه) و فیلتر نوری (15 تا 55 ثانیه) آنالیز شدند.
نتایج
شکل 1 منحنی همبستگی و نتایج تایید شده correlation curve and certified results را در مقابل نتایج انالایزر XRF Niton XL5 نشان می دهد.
مقدار ضریب تعیین coefficient of determination (R2) معیاری است از میزان ارتباط نزدیک مجموعه داده ها با یکدیگر، که در آن یک همبستگی کامل R2 برابر 1 خواهد داشت.
همانطور که از توافق داده ها بین نتایج آزمایشگاهی و XL5 مشاهده می شود، نتایج بسیار خوب هستند.
شکل 1: انالیز دقیق سیلیکون در فولاد با استفاده از انالایزر XRF Niton XL5
شکل 2: تکرارپذیری اندازه گیری سیلیکون در فولاد با استفاده از انالایزر XRF Niton XL5
شکل 2 داده های تکرارپذیری اندازه گیری را برای یک استاندارد سیلیکونی کم (0.058٪ Si) و استاندارد سیلیکون بالاتر (0.20٪ Si) با استفاده از زمان اندازه گیری 30 ثانیه نشان می دهد.
داده های جدول 1 بهبود دقت را بر اساس زمان اندازه گیری استفاده شده نشان می دهد.
نتیجه
نتایج به دست آمده با استفاده از انالایزر xrf Niton XL5 تطابق بسیار خوبی را با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد.
Niton XL5 بهترین دستگاه xrf پرتابل دقت و حساسیت عنصر را ارائه میکند و اندازهگیری سیلیکون با مقادیر پایین را سریعتر و مطمئنتر میسازد.
با توجه به آماده سازی نمونه مناسب، آنالایزر می تواند به طور قابل اعتماد سطوح Si را در فولاد در کمتر از 0.05٪ تشخیص دهد.
برای دستیابی به نتایج بهتر می توان از زمان اندازه گیری طولانی مدت استفاده کرد.
همانطور که از شکل 2 مشاهده می شود، Niton XL5 دارای قابلیت تکرار اندازه گیری سیلیکون عالی است و می تواند به سرعت و با اطمینان فولاد identify low Si را که خطر خوردگی سولفیداسیون ناشی از فولاد سیلیکونی بالاتر را افزایش می دهد، شناسایی کند.
جدول 1: اثر زمان اندازه گیری بر سیلیکون در تکرارپذیری اندازه گیری فولاد با استفاده از دستگاه پرتابل xrf Niton XL5
افزودن سیلیکون به فولاد چه می کند؟
افزودن Si باعث افزایش استحکام فولادهای دوفاز dual-phase پس از بازپخت annealing و سرد شدن آهسته به دلیل تشکیل حجم بالایی از آستنیت همگن با سختی پذیری بالا می شود که منجر به حجم بالای مارتنزیت در ساختار نهایی می شود.
چرا سیلیکون در فولاد ضد زنگ استفاده می شود؟
سیلیکون همچنین مقاومت در برابر اکسیداسیون را بهبود می بخشد و یک تثبیت کننده “فریت” است.
در فولادهای زنگ نزن آستنیتی، محتوای سیلیکون بالا مقاومت در برابر اکسیداسیون را بهبود می بخشد و همچنین از کربور شدن در دماهای بالا جلوگیری می کند.
آیا سیلیکون بر فولاد ضد زنگ تأثیر می گذارد؟
چگالی فولاد ضد زنگ متخلخل بسته به مقدار سیلیکون اضافه شده تغییر می کند.
یک واکنش “شبه-پریتکتیک” در طی پخت آلیاژهای با محتوای سیلیکون بالا ایجاد شد و منجر به افزایش نرخ پخت sintering rate و افزایش تراکم شد.
آیا گوگرد ( سولفور ) برای فولاد خورنده است؟
در شرایط آبی، تماس گوگرد ( سولفور ) جامد با فولاد می تواند مشکلات خوردگی فاجعه باری را ایجاد کند.
طبق تحقیقات قبلی، در حضور غلظت بالای نمک، ممکن است فرآیند خوردگی به طور چشمگیری تسریع شود.
کلیدواژه: Niton XL5، خوردگی سولفیدی، سیلیکون، XRF، Niton، پالایشگاه, آنالیز سیلیکون, آنالیز سیلیکون در فولاد, آنالیز سیلیکون در فولاد با استفاده از دستگاه Niton XL5 XRF, جلوگیری از شکست خوردگی سولفیدی,
Comment (1)
تشکر مفید بود مطالب خوردگی