PL179137B1

PL179137B1 - Sposób naprawiania i przywracania funkcjonalnosci w urzadzeniach w wysoko- i sredniocisnieniowej sekcji instalacji przemyslowej PL PL PL

Info

Publication number: PL179137B1
Application number: PL95319155A
Authority: PL
Inventors: Cesare Miola; Franco Granelli
Original assignee: Snam Progetti
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 2000-07-31
Also published as: SA95160309B1; EP0782490A1; IT1269996B; CN1158582A; WO1996009136A1; JPH10505795A; PL319155A1; DE69502622T2; ITMI941924A1; CN1073488C; US6010669A; EP0782490B1; RU2142869C1; ITMI941924A0; MY114001A; ES2117875T3; MX9701543A; DE69502622D1; CA2197803C; CA2197803A1

Abstract

1 S p o s ó b n a p r a w i a n i a i p r z y w r a c a n i a f u n k c jo n a l n o s c i w u r z a d z e - n i a c h w w y s o k o - i s r e d n io c i s n i e n io w e j s e k c ji in s ta la c ji p r z e m y s lo w e j, w k tó re j z n a jd u je s ie c o n a jm n ie j je d e n o tw ó r w la z o w y i k tó r a m a w e w n a tr z a n ty k o r o z y jn a m e ta lo w a p o w l o k e z c o n a jm n ie j je d n y m ro z le g ly m o b s z a rem s k o ro d o w a n y m , w k tó ry m c z y s c i s ie s k o r o d o w a n y o b s z a r u s u w a ja c w ie - k s z o sc p o w s ta ly c h p rz y ty m p o z o s ta lo s c i, tw o r z y s ie w o b s z a rz e o c z y s z c z o - n y m o d p o w ie d n ie p o w ie r z c h n ie n o s n e i/lu b k o tw ic z a c e d o u m ie s z c z e n ia n o w e j p o w lo k i m e ta lo w e j, i u m ie s z c z a s ie n a ty c h p o w ie r z c h n ia c h n o s n y c h i/lu b k o tw ic z a c y c h o r a z n a k ra w e d z ia c h p o w ie r z c h n i o b o k s k o ro d o w a n e g o o b s z a ru , a z d o c a lk o w ite g o je g o p o k r y c ia , p la s k ie e le m e n ty o o d p o w ie d n ic h k s z ta lta c h p i z y s t o s o w u j a c y c h j e d o w e w n e tr z n e g o p ro f ilu u rz a d z e n ia , w y k o - n a n e z m e ta lu o d p o r n e g o n a k o to z je w w a r u n k a c h e k s p lo a ta c y jn y c h u r z a d z e - n ia i o w y m ia ra c h p o z w a la ja c y c h n a ich p r z e c h o d z e n ie p r z e z o tw ór w la z o w y , p r z y c z y m te p io f ilo w a n e e le m e n ty u k la d a s ie o b o k s ie b ie i s p a w a s ie z e s o b a s a s ie d n ie k ra w e d z ie p o la c z o n y c h e le m e n tó w o r a z , e w e n tu a ln ie , s p a w a s ie te k r a w e d z ie d o z n a jd u ja c e g o s ie p o d n im i m e ta lu , i tw o rz y s ie n o w a w e - w n e tr z n a p o w lo k e m e ta lo w a , c a lk o w ic ie s z c z e ln a i o d p o r n a n a k o ro z je w n o r - m a ln y c h w a ru n k a c h ro b o c z y c h , z n a m ie n n y ty m , ze p o z o s ta w ia s ie c o n a jm n ie j je d e n o d c in e k p rz e rw y w c o n a jm n ie j je d n y m s p a w ie d la k a z d e g o p o je d y n c z e g o e le m e n tu p o z w a la ja c p r z e s trz e n io m w e w n e trz n y m ( 1 5 ) is t- n ie ja c y m p o m ie d z y k a z d y m p r o f ilo w a n y m p la s k im e le m e n te m (1 1 ) a z n a j- d u ja c a s ie p o d s p o d e m p o w ie r z c h n ia , n a la c z e n ie s ie z e s o b a i z c o n a jm n ie j je d n y m z o tw o r k ó w p e n e tia c y jn y c h ( 13) w k o r p u s ie u r z a d z e n ia , n a s te p n ie p o k ry w a s i e p o w ie rz c h n ie w y s ta w io n a n a d z ia la n ie c ie c z y te c h n o lo g ic z n y c h w o k ól o d c in k ó w p rz e rw w s p a w a c h , p a s k a m i (1 2 ) o o d p o w ie d n ic h w y m ia r ach i k s z ta lta c h , k tó re s p a w a s ie k ra w e d z ia m i d o n o w e j p o w lo k i m e ta lo w e j (4) Fig.2 PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu naprawiania i przywracania funkcjonalności w urządzeniach w wysoko- i średniociśnieniowej sekcji instalacji przemysłowej

Wynalazek dotyczy, zwłaszcza sposobu naprawy i przywracania funkcjonalności metalowym częściom lub urządzeniom narażonym na erozję i/lub korozję w wyniku stykania się, w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia, z cieczami zawierającymi mieszankę wody z amoniakiem, mocznik i/lub karbaminian amonowy, znajdującym się zazwyczaj w zakładach produkcji mocznika na skalę przemysłową.

Powszechnie wiadomo, że mocznik uzyskuje się technologiami przemysłowymi wymagającymi stosowania, co najmniej w niektórych częściach zakładu, wysokich temperatur i ciśnień.

W technologiach tego typu, amoniak, będący zazwyczaj w nadmiarze, reaguje z dwutlenkiem węgla w jednym lub więcej reaktorach, przy ciśnieniach zazwyczaj pomiędzy 100 10⁵Pa a 250 10^JPa w temperaturach pomiędzy 150 a 240°C, w wyniku czego powstaje produkt końcowy w postaci wodnego roztworu zawierającego mocznik, nie przetworzony na mocznik karbaminian amonowy oraz resztę amoniaku używanego w procesie syntezy. Wspomniany wodny roztwór oczyszcza się z karbamianinu amonowego rozkładając go w urządzeniach rozkładających pracujących, stopniowo, przy coraz mniejszych ciśnieniach. W większości technologu tego typu, pierwsze z urządzeń rozkładających pracuje przy ciśnieniach, które są w zasadzie takie same jak ciśnienie podczas syntezy lub nieco niższe, i na ogół wykorzystuje się w nich środki odpędzające do rozkładu karbamimanu amonowego z równoczesnym usuwaniem produktów rozkładu. Środkami odpędzającymi mogąbyć gazy obojętne, albo amoniak lub dwutlenek węgla, albo też mieszanki gazów obojętnych z amoniakiem i/lub dwutlenkiem węgla, przy czym odpędzanie można również przeprowadzić za pomocą nadmiaru amoniaku rozpuszczonego w mieszaninie wypływającej z reaktora (samoodpędzanie), a więc bez stosowania środków z zewnątrz.

Produkty rozkładu karbamimanu amonowego (NH₃ i CO₂) wraz z ewentualnymi środkami odpędzającymi, z wyłączeniem gazów obojętnych, zazwyczaj skrapla się w odpowiednich skraplaczach, uzyskując płynną mieszaninę zawierającą wodę, amoniak i karbaminian nowoczesnych amonowy, który odzyskuje się i doprowadza do reaktora do syntezy. W zakładach bardziej nowoczesnych, co najmniej jeden etap skraplania przebiega przy ciśnieniach w mniejszym lub większym stopniu takich samych jak w reaktorze, lub nieco niższych.

W opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki o numerach 3886 210,4314 077, 4 137 262 oraz w europejskim zgłoszeniu patentowym nr 504 966, w których ujawniono technologię wytwarzania mocznika o wspomnianych powyżej cechach charakterystycznych. Wiele technologii produkcji mocznika opisano w „Encyclopedia of Chemical Technology”, wydanie 3 (1983), Vol. 23, strony 548-574, John Wiley & Sons Ed.

Najbardziej krytycznymi etapami tej technologii są te, podczas których jest najwyższe stężenie i temperatura karbaminianu amonowego, w związku z czym, we wspomnianych powyżej technologiach, etapy te przeprowadza się w reaktorze i następnych urządzeniach do rozkładania (lub odpędzania) i skraplania karbaminianu amonowego, pracujących w podobnych lub prawie podobnych warunkach do tych, jakie występują w reaktorze. Problemem wymagającym rozwiązania w takich urządzeniach jest korozja i/lub erozja powodowana przez karbaminian amonowy, amoniak i dwutlenek węgla, zachowujące się, zwłaszcza w obecności wody, w wysokich temperaturach i ciśnieniach niezbędnych do syntezy mocznika, jak bardzo silne substancje żrące.

Na problem korozji natknięto się w wielu roztworach w istniejących zakładach przemysłowych, oraz w innych, analizowanych w literaturze. Faktycznie, istnieje wiele metali i stopów odpornych przez stosunkowo długie okresy czasu na warunki potencjalnie korozyjne, powstające wewnątrz reaktora do syntezy mocznika. Można tu wspomnieć, między innymi, o takich materiałach jak ołów, tytan, cyrkon i kilka stali nierdzewnych, na przykład AISI 316L (do mocznika), stal ΙΝΟΧ 25/22/2 Cr/Ni/Mo, specjalne stałe austenityczno-ferrytyczne, etc. Niestety, ze względów ekonomicznych, urządzeń tego typu nie można wytwarzać w całości z takich stopów lub metali odpornych na korozję. Na ogół stosuje się pojemniki lub kolumny ze zwykłej stali węglowej, ewentualnie wielowarstwowej, o grubościach od 40 do 350 mm, w zależności od geometrii i ciśnień, jakie muszą wytrzymać (korpus ciśnieniowy), w których powierzchnię stykającą się z cieczami korozyjnymi lub żrącymi powleka się równomiernie powłoką antykorozyjną o grubości z przedziału od 2 do 30 mm.

W szczególności, reaktor jest zazwyczaj pionowym zbiornikiem z wlotem odczynników od dołu i wylotem mieszanki, będącej produktem reakcji, na górze. Ciśnieniowy korpus ma zwykle postać cylindra o średnicy 0,5 do 4 m, o ściankach wielowarstwowych lub litych, którego dwa końce są zamknięte przyspawanymi odpowiednio pokrywami. Wszystkie części wewnątrz reaktora, narażone na korozję, sąpokryte powłoką antykorozyjną, która może być, na przykład, z tytanu, ołowiu, cyrkonu lub, korzystnie, ze stali nierdzewnych (do mocznika) takiego typu, o jakim wspomniano powyżej.

Następne urządzenie do rozkładania karbaminianu, zwłaszcza jeżeli działa przy takim samym ciśnieniu jak reaktor, ma postać wymiennika płaszczowo-rurowego. Również w tym przypadku ciśnieniowy korpus jest wykonany ze zwykłej stali węglowej, pokrytej, korzystnie, powłoką tytanową lub ze stali nierdzewnych klasy nadającej się do mocznika.

Gazy, wypływające z urządzenia rozkładającego, zazwyczaj ponownie skrapla się w skraplaczu karbaminianu, który nadal styka się z mieszanką podobną do tej, jaka jest w urządzeniu rozkładającym (z wyjątkiem mocznika), a więc nadal silnie żrącą. Również w tym przypadku, korzystnie, powłoka wewnętrzna jest wykonana ze wspomnianych powyżej specjalnych stali nierdzewnych do mocznika.

Powłokę antykorozyjną w wymienionych powyżej urządzeniach lub zespołach wytwarza się składając wiele elementów o odpowiedniej odporności na korozję, i tworząc, w końcu, strukturę, która jest szczelna przy wysokich ciśnieniach roboczych. Różnorodne złącza i spawane spoiny, które używa się do tego celu, wymagają często stosowania specjalnych technik w zależności od geometrii i typu łączonych części.

Stal nierdzewną można spawać do „ciśnieniowego korpusu” ze stali węglowej, ale trzeba pamiętać, że ma ona wyższy współczynnik rozszerzalności cieplnej, wskutek czego, podczas eksploatacji, mogą powstawać pęknięcia wzdłuż spawu; natomiast tytanu nie można spawać ze staląi w każdym przypadku napotyka się podobne problemy z pękaniem spawów, ponieważ jego współczynnik rozszerzalności jest znacznie mniejszy niż stali węglowej.

Z tego względu stosuje się techniki wymagające często skomplikowanych urządzeń i procedur roboczych. W pewnych przypadkach powlekanie odbywa się techniką napawania, a nie spawania blach ze sobą i z ciśnieniowym korpusem. W innych, zwłaszcza w przypadku materiałów, których nie można spawać ze sobą, dla zapewnienia odpowiedniego połączenia materiałów, powłokę łączy się z ciśnieniowym korpusem techniką „wybuchową”.

We wszystkich wspomnianych powyżej urządzeniach występuje jednak pewna liczba „otworów penetracyjnych” do wykrywania ewentualnych ubytków powłoki antykorozyjnej

179 137

Zazwyczaj taki otwór penetracyjny ma postać małej rurki o średnicy 8-15 mm wykonanej z' materiału odpornego na korozję, wkładanej w ciśnieniowy korpus do miejsca, w którym korpus ten styka się z metalową lub stopową powłoką antykorozyjną. W razie pojawienia się nieszczelności powłoki, w wyniku wysokiego ciśnienia, znajdująca się wewnątrz żrąca ciecz natychmiast wnika do strefy między warstwowej pomiędzy powłoką a ciśnieniowym korpusem i, jeśli nie zostanie wykryta, powoduje szybką korozję stali węglowej, z której korpus ten jest wykonany. Otwory penetracyjne umożliwiają wykrycie nieszczelności tego typu. Z tego względu, wszystkie strefy międzywarstwowe znajdujące się poniżej powłoki antykorozyjnej muszą łączyć się z co najmniej jednym otworem penetracyjnym. Liczba otworów penetracyjnych przypadających na jeden segment wynosi zazwyczaj od 2 do 4, w związku z czym, na przykład, w reaktorze jest ich zazwyczaj od 30 do 60.

We wspomnianym powyżej urządzeniu znajduje się również co najmniej jeden okrągły otwór, na ogół w jego górnej części, nazywany „otworem włazowym”, przez który mogą dostać się do środka operatorzy i urządzenia w celu kontroli i dokonania drobnych napraw urządzeń wewnętrznych. Jego średnica wynosi zwykle około 45 do 60 cm, w związku z czym mogą się przez niego przedostać obiekty o takich właśnie wielkościach.

Pomimo wspomnianych powyżej licznych zabezpieczeń i rozwiązań konstrukcyjnych, nadal często zdarza się, że duże obszary powłoki wewnętrznej w urządzeniach pracujących przy dużych lub średnich ciśnieniach w styczności ze żrącymi cieczami roboczymi, takimi jak te używane w zakładach produkcji mocznika, ulegają ciężkiej i rozległej korozji, która szybko grozi przebiciem powłoki i związanąz tym groźbą katastrofalnego pęknięcia, albo co najmniej wymaga zatrzymania zakładu dla naprawy, co jest bardzo pracochłonne.

Eliminacja takich zjawisk korozyjnych jest związana z problemami, które nie są łatwe do rozwiązania. Bardzo często trzeba zastąpić uszkodzone urządzenia (reaktor, wymiennik lub skraplacz) nowymi, co łączy się z bardzo wysokimi kosztami związanymi zarówno z zatrzymaniem zakładu jak i budową i montażem nowych urządzeń. Zawsze uważano, że próby naprawy uszkodzonych części, w przypadku większych uszkodzeń, me sąpraktycznie możliwe, zarówno ze względu na panującą opmię co do niemożliwości zapewnienia odpowiedniej gwarancji bezpieczeństwa pracy, jak i na związane z tym trudności realizacyjne. Istotnie, każda praca na urządzeniach lub instalacji, dla uniknięcia ich częściowego demontażu, musi być wykonana przez wspomniany powyżej otwór włazowy. W związku z tym nie ma możliwości wprowadzenia do urządzenia laminatów metalowych ani innych obiektów o wymiarach uniemożliwiających im przejście przez ten otwór.

Mając na uwadze, że powierzchnia skorodowanych obszarów wynosi często 20-30 m² lub więcej, łatwo zrozumieć, że absolutnie nie ma możliwości ponownego pokrycia skorodowanego obszaru nową, jednorodną i równomierną powłoką.

Panuje również powszechna opmia, że nie da się rozwiązać problemu naprawy na poprzedniej powłoce. Istotnie, uważano, że wskutek znacznego uszkodzenia metalu w skorodowanym obszarze, nie jest możliwa naprawa polegająca na spawaniu i wzmacnianiu stref znajdujących się bezpośrednio w danym obszarze, jak również krawędzi, gdzie nadal poprzednia powłoka zachowała swoje parametry.

Z tego względu panowała powszechna opinia, że nie ma możliwości regeneracji powłoki z rozległymi obszarami skorodowanymi, korzystając wyłącznie z otworów włazowych.

Z wielu wspomnianych powyżej powodów, uważano powszechnie, że nie ma sensu albo nie jest uzasadnione ekonomicznie prowadzenie prac naprawczych i regeneracyjnych na skorodowanych powłokach w urządzeniach znajdujących się w sekcjach wysokiego lub średniego ciśnienia instalacji do produkcji mocznika.

W konsekwencji, powszechnie zalecanych rozwiązaniem takich problemów korozyjnych było zastępowanie uszkodzonego urządzenia, nawet kiedy było to związane z wysokimi kosztami i koniecznością wyłączenia linii produkcyjnej na stosunkowo długi okres czasu.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie zadowalającego i korzystnego rozwiązania tych problemów poprzez roboczą regenerację urządzeń produkcyjnych z dużą niezawodnością i bez

179 137 ich demontażu, przy znacznie niższych kosztach naprawy niż w przypadku całkowitej wymiany urządzeń.

Sposób naprawiania i przywracania funkcjonalności urządzenia w wysoko- i średniociśmeniowej sekcji instalacji przemysłowej, w której znajduje się co najmniej jeden otwór włazowy i która ma wewnątrz antykorozyjną metalową powłokę z co najmniej jednym rozległym obszarem skorodowanym, w którym czyści się skorodowany obszar usuwając większość powstałych przy tym pozostałości, tworzy się w obszarze oczyszczonym odpowiednie powierzchnie nośne i/lub kotwiczące do umieszczenia nowej powłoki metalowej, i umieszcza się na tych powierzchniach nośnych i/lub kotwiczących oraz na krawędziach powierzchni obok skorodowanego obszaru, aż do całkowitego jego pokrycia, płaskie elementy o odpowiednich kształtach przystosowujących je do wewnętrznego profilu urządzenia, wykonane z metalu odpornego na korozję w warunkach eksploatacyjnych urządzenia i o wymiarach pozwalających na ich przechodzenie przez otwór włazowy, przy czym te profilowane elementy układa się obok siebie i spawa się ze sobą sąsiednie krawędzie połączonych elementów oraz, ewentualnie, spawa się te krawędzie do znajdującego się pod nimi metalu, i tworzy się nową wewnętrzną powłokę metalową, całkowicie szczelną i odporną na korozję w normalnych warunkach roboczych, charakteryzuje się według wynalazku tym, że pozostawia się co najmniej jeden odcinek przerwy w co najmniej jednym spawie dla każdego pojedynczego elementu pozwalając przestrzeniom wewnętrznym istniejącym pomiędzy każdym profilowanym płaskim elementem a znajdującą się pod spodem powierzchnią, na łączenie się ze sobąi z co najmniej jednym z otworów penetracyjnych w korpusie urządzenia, następnie pokrywa się powierzchnię wystawioną na działanie cieczy technologicznych, wokół odcinków przerw w spawach, paskami o odpowiednich wymiarach i kształtach, które spawa się krawędziami do nowej powłoki metalowej.

Korzystnie urządzenie stanowi część instalacji do produkcji mocznika.

Korzystnie urządzenie jest reaktorem do syntezy mocznika, albo skraplaczem karbammianu, albo urządzeniem do rozkładania karbamimanu.

Korzystnie ciśnienie robocze urządzenia wynosi od 10,13 MPa do 25,33 MPa.

Korzystnie urządzenie ma objętość od 2000 do 400 000 dm³, a pole powierzchni wewnętrznej stykające się z cieczami technologicznymi, z wyłączeniem rurociągów, wynosi od 8 do 450 m².

Korzystnie metalowa powłoka antykorozyjna ma grubość od 2 do 30 mm i jest głównie z metalu, albo stopu metalowego, wybranego spośród takich materiałów jak tytan, cyrkon, ołów, stal AISI316L (do mocznika), stal ΙΝΟΧ 25/22/2 Cr/Ni/Mo, albo specjalne stale austenitycznoferry tyczne.

Korzystnie profilowane płaskie elementy są prostokątne i mają grubość od 2 do 30 mm.

Korzystnie profilowane płaskie elementy są w zasadzie z metalu, albo stopu metalowego, wybranego spośród takich materiałów jak tytan, cyrkon, stopy tytanowo-cyrkonowe, stal ΙΝΟΧ 25/22/2 Cr/Ni/Mo, albo specjalne stale austemtyczno-ferrytyczne.

Korzystnie przeciętna liczba odcinków przerw w spawanych spoinach wynosi od 1,5 do 2,5 na każdy profilowany płaski element, a długość tych przerw w spoinach wynosi od 5 do 3 0 mm.

Korzystnie paski są kwadratowe lub prostokątne i mają wymiary od 20 do 200 mm, a grubość od 4 do 25 mm.

Korzystnie paski są w zasadzie z tego samego metalu lub stopu metalowego co nowa powłoka.

Korzystnie po naprawie zachowuje się te same otwory penetracyjne, które znajdowały się w urządzeniu oryginalnym.

Korzystnie formuje się nowąpowłokę metalowąw zasadzie z metalu, me nadającego się do spawania z oryginalną powłoką antykorozyjną urządzenia, i umieszcza się paski metalowe, me przyspawane do powierzchni skorodowanego obszaru, przy czym te paski sąspawalne z metalowymi elementami tworzącymi nowąpowłokę, i umieszcza się je zgodnie z ich liniami nośnymi.

Korzystnie szczelne spawanie nowej powłoki do krawędzi skorodowanego obszaru realizuje się za pomocą bimetalowego paska, którego górną część spawa się do nowej powłoki, a dolną część do oryginalnej antykorozyjnej powłoki urządzenia.

179 137

Jak wspomniano powyżej, sposób według wynalazku nadaje się, zwłaszcza do urządzeń z wysoko- lub średniociśmemowej części instalacji do syntezy mocznika. Można tu w zasadzie wskazać takie urządzenia jak reaktory do syntezy mocznika, urządzenia do rozkładania nie przetworzonego karbamimanu oraz zbiorniki do skraplania NH₃1 CO₂ przy równoczesnym powstawaniu roztworów karbamimanu.

Urządzenia te pracująprzy ciśnieniach pomiędzy 1,51 MPa a 25,3 3 MPa i w temperaturach od 70 do 3Ó0°C, w obecności mieszanin zawierających wodę, amoniak, dwutlenek węgla i karbaminian amonowy, będący produktem skraplania tych związków zgodnie z reakcją:

[2 NH₃ + CO₂ + nH₂O -> NH₄OCONH₂ nH₂O]

Korzystnie, warunki robocze, to ciśnienie 10,13 - 25,33 MPa i temperatura 120-240°C.

W takich warunkach powierzchnie urządzeń, stykające się ze żrącymi mieszankami, są wykonane korzystnie, ze-stali nierdzewnej, tytanu, cyrkonu, ołowiu, etc. Zaleca się zwłaszcza stal nierdzewną „klasy mocznikowej”, taką jak, na przykład, A1SI 316L (do mocznika), stal ΙΝΟΧ 25/22/2 Cr/Ni/Mo, specjalne stale austenityczno-ferrytyczne, etc. Zazwyczaj z tych odpornych na korozję metali lub stopów nie robi się całych korpusów urządzeń, ale tylko powłoki o grubościach z przedziału, korzystnie, od 2 do 30 mm.

W zwykłych instalacjach przemysłowych do produkcji mocznika, których głównie dotyczy wynalazek, pojemność takich urządzeń z wysoko- lub niskociśnieniowych sekcji wynosi od 2000 do 400 000 dm³, a ich powierzchnie wewnętrzne stykające się z cieczami żrącymi wynoszą od 8 do 450 m², nie licząc powierzchni ewentualnych rurociągów (wymienniki ciepła, etc.). Dla celów wynalazku, rozważa się urządzenia z rozległymi obszarami skorodowanymi, w których powierzchnia wewnętrzna ma co najmniej jedną skorodowaną strefę, której pole powierzchni jest dwa razy większe od pola powierzchni przekroju poprzecznego otworu włazowego.

Stosowane w niniejszym wniosku pojęcia „korozja”, „korozyjny” i „skorodowany” oznaczają to samo i odnoszą się do procesów obejmujących tylko korozję pochodzenia chemicznego, albo erozję pochodzenia fizycznego, albo też kombinację obu tych procesów.

Sposób według wynalazku można również stosować do urządzeń, których ścianki me są powleczone od wewnątrz, ale które są wykonane głównie z metalu lub stopu metali odpornego na korozję. W tym przypadku, stosowany w niniejszym zgłoszeniu termin „wewnętrzna powłoka antykorozyjna” odnosi się również do ścian urządzenia o właściwościach antykorozyjnych

Zgodnie ze sposobem według wynalazku konieczne jest oczyszczenie skorodowanego obszaru. Zazwyczaj skorodowany obszar ma postać nieregularnej powierzchni pokrytej resztkami powstałymi wskutek korozji (tlenki, węgliki, etc.) albo warstw powierzchniowych metali skorodowanych tylko częściowo, ale nie integralnych już z podłożem. Nieregularności (albo chropowatości) powierzchni mogą również być bardzo głębokie i sięgać na głębokość od około 5% pierwotnej grubości powłoki do około 100%, co oznacza przebicie powłoki na wylot.

Czyszczenie nie musi oznaczać całkowitego usunięcia pozostałości korozji, co może okazać się zbyt czasochłonne (i bez żadnych korzyści), ale musi doprowadzić powierzchnię do stanu, w którym nie ma na niej obszarów niestabilnych wymiarowo i resztek, które mogłyby stanowić zalążki korozji podczas dalszej pracy urządzenia.

Według wynalazku, powierzchnię można oczyścić jednym ze sposobów nadających się do tego celu. Chodzi o takie sposoby ściemejakpilnikowame, oczyszczanie strumieniowo-ścieme, piaskowanie, szlifowanie, etc., albo czyszczenie za pomocą rozpuszczalników lub odpowiednich środków chemicznych zdolnych do usuwania resztek korozji, a zatem wytwarzających warstwę stabilną wymiarowo. Nie wyklucza się sposobów czyszczenia będących kombinacją wspomnianych powyżej. Dla celów niniejszego wynalazku zaleca się jednak czyszczenie ścierne.

Zgodnie z wynalazkiem, na odpowiednio oczyszczonej powierzchni tworzy się odpowiednie obszary nośne lub kotwiczące, pod przyszłe umieszczenie nowej powłoki.

Według zalecanego przykładu realizacji wynalazku, w etapie tym uzyskuje się, w skorodowanym obszarze, odpowiednio gładką powierzchnię o profilu w przybliżeniu zsynchronizowanym pozycyjnie z profilem poprzedniej powłoki w obszarach sąsiadujących z obszarami skorodowanymi, lub tam, gdzie ich nie ma, o profilu, który, korzystnie, jest zsynchronizowany

179 137 pozycyjnie z najbardziej wydatnymi nieregulamościami powierzchni. Praktycznie cały skorodowany obszar pokrywa się pierwszą warstwą metaliczną zazwyczaj z tego samego materiału jak powłoka poprzednia, o takiej grubości, że nowa powierzchnia tej pierwszej warstwy metalicznej schodzi się z powierzchnią powłoki otaczającej skorodowany obszar. Pokrywanie to polega na mocowaniu na oczyszczonej powierzchni, zazwyczaj techniką spawania, wstępnie wyprofilowanych elementów metalowych o stosunkowo małych wymiarach i nieregularnej geometrii, przystosowanych do nieregulamości spowodowanych korozją. Alternatywnie, możliwe jest również naniesienie całej pokrywy lub jej części techniką napawania. W ten sposób uzyskuje się pierwsze nieregularne wypełnienie, które następnie wyrównuje się, powszechnie znanymi sposobami, do takiego stanu, że maksymalne głębokości resztkowych nieregulamości są mniejsze, korzystnie, od 1 mm. Dla celów wynalazku nie ma konieczności doprowadzenia tej powłoki w postaci pierwszej warstwy metalowej do kompletnej szczelności względem znajdujących się pod spodem pustych przestrzeni.

Według innego zalecanego przykładu realizacji wynalazku, etap ten polega na umieszczaniu małych pasków o odpowiedniej szerokości i grubości wzdłuż linii nośnych profilowanych elementów metalowych, które następnie będą umieszczane na powierzchni. Te małe paski, odpowiednio zakrzywione w zależności od krzywizny powierzchni, są wykonane z materiału metalowego, który można spawać z metalem wspomnianych elementów profilowanych, a korzystnie, są wykonane z tego samego metalu. Korzystnie, ich grubość jest w przybliżeniu równa grubości pierwotnej, nie uszkodzonej powłoki. Szerokość pasków nie ma decydującego znaczenia, chociaż umożliwia łatwiejsze i bardziej szczelne spawanie odpornej na korozję powłoki w następnym etapie. Korzystnie, szerokość tych małych pasków metalowych wynosi od 20 do 200 mm.

Według wynalazku, na leżącej pod spodem płaszczyźnie nośnej umieszcza się płytki bez konieczności ich spawania. Dopuszcza się wykonanie małych spoin, o ile pozwala na to projekt i przepisy dotyczące konstrukcji korpusów ciśnieniowych, w celu przymocowania pasków do chwili położenia następnej warstwy. Płytki te umieszcza się, korzystnie, w odpowiednich rowkach uformowanych w skorodowanej powłoce, sięgających, o ile to możliwe, do znajdującego się pod spodem metalu ciśnieniowego korpusu. Końcowe uszczelnienie powłoki zapewniają następnie kolejne czynności procesu, podczas których uszczelnia się spawane spoiny wystawione na działanie żrącej cieczy. Powierzchnię pomiędzy różnymi paskami można wypełnić w taki sposób, jak opisano w poprzedniej formie realizacji sposobu albo zostawić w takim stanie jak jest, zwłaszcza w przypadku stosunkowo małej różnicy poziomów pomiędzy powierzchnią płytki a otaczającym ją obszarem (tak, że nie naraża spawanej spoiny następnej warstwy na nadmierne zniekształcenia).

Kolejny etap procesu według wynalazku obejmuje umieszczanie, na powierzchni przygotowanej w poprzednim etapie, płaskich metalowych elementów, odpowiednio wyprofilowanych, i odpornych na korozję w normalnych warunkach eksploatacyjnych urządzenia. W większości przypadków, a zwłaszcza w zakładach produkcji mocznika, w urządzeniach chemicznych znajdująsię elementy cylindryczne, albo co najmniej krzywoliniowe. W związku z tym, wspomniane powyżej płaskie elementy musząbyć odpowiednio zakrzywione lub wyprofilowane tak, żeby pasowały do powierzchni, na jakiej mają być kładzione. Ponieważ można je z łatwością odkształcać, więc wspomniane zakrzywienie można uzyskać za pomocą normalnych, powszechnie stosowanych w technice, urządzeń.

Te wyprofilowane elementy trzeba układać obok siebie dla ułatwienia następnego spawania w kolejnym etapie procesu. W związku z tym, kształt metalowych elementów można odpowiednio dobrać w taki sposób, żeby po ułożeniu tworzyły regularną płaszczyznę bez szczelin pomiędzy sobą. Zaleca się kształt prostokątny, przy czym większość elementów powinna posiadać te same wymiary. Wymiary te powinny być takie, żeby można je były włożyć do wnętrza urządzenia przez otwór włazowy, a równocześnie, żeby można było również łatwo pokryć nimi skorodowany obszar, korzystnie, minimalizując w miarę możliwości ich liczbę. Niniejszy wynalazek me wykluczajednak różnych kształtów, które można lepiej dostosować, w każdej sytuacji, do geometrii skorodowanego obszaru. Grubość wspomnianych powyżej metalowych elemen tów jest różna w zależności od metalu, z jakiego jest wykonane urządzenie, i jego warunków eksploatacji. Korzystnie, stosuje się grubości z przedziału od 2 do 30 mm.

Korzystnym jest, jeśli profilowane elementy są z tego samego metalu lub stopu co powłoka pierwotna, albo z metalu lub stopu, który można z nią spawać.

Metalowy materiał nowej powłoki może być również materiałem nie dającym się spawać z powłoką pierwotną. W tym przypadku na skorodowanej powierzchni umieszcza się odpowiednio paski nośne i/lub kotwiczące wykonane z metalu, który można spawać z nową powłoką.

Metal lub stop metalowy, z jakiego są wykonane profilowane elementy (oraz nowa powłoka) można za każdym razem wybrać spośród znanych materiałów odpornych na korozję w warunkach eksploatacyjnych urządzenia. Korzystnie, metal ten lub stop metalowy wybiera się spośród takich materiałów jak tytan, cyrkon lub ich stopy, albo, w szczególności, ze stali nierdzewnych klasy mocznikowej, takich jak, na przykład stal AISI 316L (do mocznika), stal ΙΝΟΧ 25/22/2 Cr/Ni/Mo, specjalne stale austenityczno-ferrytyczne, etc. Dobór materiału, który ma większą odporność na korozję (bez względu na sposób pomiaru) niż powłoka oryginalna, pozostawia się ekspertom z tej dziedziny techniki.

Profilowane elementy metalowe można umieszczać wszystkimi sposobami znanymi ekspertom z tej dziedziny techniki, pod warunkiem, że są zgodne z warunkami eksploatacyjnymi urządzenia. Zazwyczaj można stosować łączniki mechaniczne albo spoiny spawane.

Kolejny etap sposobu według wynalazku obejmuje spawanie profilowanych elementów metalowych. Sposób spawania nie jest czynnikiem krytycznym i można stosować dowolny ze znanych w technice sposobów pod warunkiem, że gwarantuje on spoiny o odpowiedniej odporności na korozję i właściwościach mechanicznych, które są dopasowane do warunków eksploatacyjnych urządzenia.

Korzystnie, spawanie przeprowadza się za pomocą elektrod łukowych, albo metodą „T. I. G.” za pomocą elektrod prętowych. Spawa się ze sobą znajdujące się obok siebie krawędzie metalowych elementów oraz, korzystnie, te same krawędzie spawa się do leżącej pod spodem powierzchni nośnej.

Systematycznie zostawia się co najmniej jeden nie przyspawany odcinek na krawędzi każdego metalowego elementu Ta nieprzyspawana część, tworząca miejsce połączenia pomiędzy pustą przestrzenią pod każdym elementem i elementem sąsiednim, ma długość, korzystnie, z przedziału od 5 do 30 mm. Liczba tych nieprzyspawanych odcinków jest różna w zależności od typu i geometrii urządzenia oraz liczby istniejących otworów penetracyjnych i wynosi przeciętnie, korzystnie, 1,5 do 2,5 nieprzyspawanego odcinka na każdy profilowany element. Ich rozkład nie musi być równomierny. W skrócie, dla celów wynalazku, zarówno te nieprzyspawane części jak i istniejące dzięki nim miejsca połączenia, muszą umożliwiać cieczy dostającej się do pustych przestrzeni pod nową powłoką dopłynięcie co najmniej do jednego z otworów penetracyjnych istniejących w ciśnieniowym korpusie urządzenia. Nie jest jednak wcale konieczne, żeby wszystkie puste przestrzenie (albo obszary) łączyły się ze sobą, wystarczy, żeby łączyły się z otworem penetracyjnym.

Szczególny aspekt wynalazku dotyczy przypadku, w którym stosuje się profilowane elementy metalowe lub ze stopu metalowego, których nie można spawać z materiałem, z j akiego j est wykonana nowa powłoka. Istotnie, w takim przypadku, o ile nie pokrywa się całego urządzenia nowąpowłoką, dla uzyskania stabilnego, nieprzepuszczalnego i odpornego na korozję połączenia, te profilowane elementy trzeba szczelnie spawać do krawędzi skorodowanego obszaru. Być może w tym przypadku nowej powłoki nie można spawać bezpośrednio do poprzedniej, ani nie wystarczy umieścić paska na krawędzi, która daje się spawać do tej nowej powłoki, ponieważ nie gwarantuje to wystarczającego uszczelnienia przed cieczami w warunkach wysokiego lub średniego ciśnienia.

W odniesieniu do tego szczególnego aspektu wynalazku, powyższą wadę można łatwo wyeliminować za pomocą odpowiedniego paska bimetalowego. Korzystnie, pasek ten składa się z dwóch pasków, jednego, który daje się spawać do metalu nowej powłoki, i drugiego, który daje się spawać do metalu powłoki oryginalnej, połączonych ze sobą strukturalnie jedną powierzchnią, metodą fizyczną, co zapewnia szczelne połączenie na całej długości paska. Oba te paski mogą być również połączone tylko na części powierzchni łączącej dla uzyskania struktury nieregularnej. Korzystnie, szczelne połączenie w pasku bimetalowym uzyskuje się techniką wybuchowego łączenia obu pasków ze sobą, sposobem powszechnie znanym w tej dziedzinie.

W kolejnym etapie sposobu według wynalazku, odcinki nieciągłej spoiny pomiędzy metalowymi elementami pokrywa się umieszczając odpowiednio wyprofilowane paski metalowe na ich górnej powierzchni, a następnie szczelnie spawając krawędzie ze znajdującym się pod spodem metalem. Proces ten przeprowadza się w taki sposób, żeby zagwarantować szczelność całej powierzchni narażonej na działanie cieczy technologicznych w urządzeniu, ale z zachowaniem połączenia pomiędzy wewnętrznymi pustymi przestrzeniami pod nową powłoką. Spawanie krawędzi każdego metalowego paska wykonuje się jednym ze sposobów wspomnianych już wcześniej.

Płytki nadające się do celów niniejszego wynalazku mają wymiary odpowiednie do pokrycia całej długości nie przyspawanych odcinków i są, korzystnie, kwadratowe lub prostokątne. Korzystnie, ich wymiary wynoszą od 20 do 200 mm. Korzystnie, grubość pasków wynosi od 4 do 25 mm. Korzystnie, płytki te są wykonane z tego samego metalu lub stopu co profilowane elementy tworzące nową powłokę, ale mogą również być z innego materiału, pod warunkiem, że można go z mmi spawać.

W sposobie według wynalazku, oraz w nawiązaniu do tego, co powiedziano powyżej, pokrycie odcinków spoiny umożliwia zachowanie połączenia każdego pustego obszaru wewnętrznego pod powłoką z co najmniej jednym otworem penetracyjnym oraz, równocześnie, gwarantuje, ze powierzchnia stykająca się z cieczami technologicznymi jest szczelna. Tym sposobem całkowicie przywraca się funkcjonalność urządzenia z gwarancjązachowama norm kontroli i bezpieczeństwa.

Korzystnie, dla zapewnienia lub ułatwienia połączenia z pustymi obszarami wewnętrznymi, istniejące pierwotnie w urządzeniu otwory penetracyjne rozciąga się poza granicę powłoki pierwotnej do granicy nowej powłoki. Czasami może się okazać konieczne wykonanie nowego otworu penetracyjnego, tam, gdzie w skorodowanym obszarze nie ma ich w wystarczającej ilości.

Według szczególnej postaci przykładu wykonania wynalazku, kilka etapów wynalazku można realizować jednocześnie w tym sensie, ze każdy z nich można wykonywać niezależnie w różnych miejscach skorodowanego obszaru. Przykładowo, układanie profilowanych elementów można realizować w pewnych obszarach strefy roboczej, a spawanie tych elementów zaczynać z równoczesną kontynuacją umieszczania innych profilowanych elementów w innych obszarach, korzystnie, sąsiednich. Naturalnie, w każdym pojedynczym miejscu skorodowanego obszaru, czynności według wynalazku trzeba wykonać po różnych etapach w określonej poprzednio kolejności

Sposób według wynalazku nadąje się do przywracania funkcjonalności obszarów skorodowanych o różnorodnej rozległości i głębokości. Szczególnie dobre wyniki uzyskuje się w przypadku bardzo rozległych obszarów skorodowanych, a nawet w przypadku skorodowania całej powierzchni wewnętrznej urządzenia.

W szczególności, sposób według wynalazku umożliwia pełne przywrócenie pierwotnej funkcjonalności urządzenia, całkowicie zgodnie z przepisami bezpieczeństwa Niespodziewanie stwierdzono również, że pomimo znacznej liczby spawanych spom w nowej powłoce, nie pogarsza to jej trwałości, zapewniając w ten sposób dobrą funkcjonalność urządzenia w ciągu normalnego okresu czasu przyjmowanego dla odpowiedniego nowego urządzenia.

Proces naprawy sposobem według wynalazku umożliwia również znakomitą kontrolę bezpieczeństwa całego urządzenia, zwłaszcza w odniesieniu do identyfikacji ewentualnych nieszczelności w nowej powłoce, bez konieczności robienia następnych otworów penetracyjnych w ciśnieniowym korpusie, albo, ewentualnie, robienia ich w bardzo ograniczonej liczbie (nie przekraczającej 20% oryginalnej gęstości otworów penetracyjnych w skorodowanym obszarze lokalnym). W związku z tym kolejną zaletą jest mniej skomplikowany proces naprawy.

Pomimo, że sposób według wynalazku nadąje się głównie do przywracania funkcjonalności urządzeniom pracującym w zakładach produkujących mocznik, zakres wynalazku me wyklucza jego zastosowania, albo równoważnego mu sposobu, do urządzeń pracujących w innych

179 137 zakładach w warunkach średnich lub wysokich ciśnień i/lub temperatur, ale z podobnymi problemami rozległej korozji i trudnościami z naprawą.

Przedmiot wynalazkujest bliżej objaśniony w przykładzie realizacji na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia reaktor do syntezy mocznika, w przekroju podłużnym, schematycznie, fig. 2 szczegół urządzenia z fig. 1, na którym widać silnie skorodowany obszar, po przywróceniu mu funkcjonalności sposobem według wynalazku, schematycznie, w powiększeniu, fig. 3 - szczegół skorodowanego reaktora, po przywróceniu skorodowanym obszarom funkcjonalności poprzez umieszczanie pasków zgodnie z wynalazkiem, w przekroju podłużnym, schematycznie, fig. 4A fotografię paska przyspawanego do metalowej powłoki z zachowaniem miejsca połączenia pomiędzy pustymi obszarami wewnętrznymi pod dwoma kawałkami powłoki, których krawędzie spawa się ze sobąi z leżącą pod spodem powierzchnią fig. 4B - szczegół z fig. 4A, w powiększeniu i fig. 5 przedstawia pasek bimetalowy, w którym dwa paski z dwóch metali Mj i M₂, nie dające się spawać ze sobą są częściowo połączone powierzchnią tworzącą piętrową strukturę, schematycznie, w przekroju.

Na figurach, dla uproszczenia, odpowiadające sobie części oznaczono takimi samymi numerami odniesienia. Na fig. 1,2 i 3, różne elementy me sąw tej samej skali, co lepiej ilustruje odróżniające cechy wynalazku.

Na figurze 1 przedstawiono w sposób podstawowy reaktor z ciśnieniowym korpusem z dwiema kutymi pokrywami 1 i wielowarstwowym cylindrycznym korpusem 2 pokrytym wewnętrzną powłoką metalową 4, zwykle odporną na korozję. Reaktor kończy się u góry otworem włazowym 9 z zaślepioną kryzą. W dolnej części reaktora znajdują się przewody na amoniak 5, dwutlenek węgla 6 i wodny roztwór karbaminianu 7, pochodzące z odzyskiwania odczynników nie przetworzonych na mocznik, a także pierścień 3, pełniący rolę elementu rozprowadzającego strumienie. W środku dolnej powierzchni reaktora, wokół wewnętrznego płaszcza, znajduje się skorodowany obszar 8, którego funkcjonalność trzeba przywrócić sposobem według wynalazku. Na figurze 1 me pokazano żadnego wyposażenia pomocniczego, a także otworów penetracyjnych ani zaworów bezpieczeństwa.

W przekroju reaktora pokazanym na fig. 2, znowu można zobaczyć korpus ciśnieniowy 2 a także pierwotną powłokę 4 reaktora, która skorodowała na przybliżoną głębokość pokazaną schematycznie w przekroju skorodowanego obszaru 8. Na górnej powierzchni skorodowanego obszaru 8 znajduje się nowa powłoka złożona z profilowanych elementów 11 przyspawanych do siebie spoinami biegnącymi wzdłuż linii 14. W wielu miejscach linii 14 spawanych spoin znajdująsię metalowe paski 12 przyspawane krawędziami do elementów 11. Pod paskami 12, czego nie widać na fig. 2, znajdują się odcinki przerwanych spawów, umożliwiające połączenie pomiędzy pustymi obszarami wewnętrznymi 15 znajdującymi się pomiędzy elementami 11 a znajdującymi się pod nimi obszarami nośnymi. Na bocznych ścianach reaktora pokazano schematycznie czteiy otwory penetracyjne 13.

Na figurze 3 ponownie pokazano większość elementów już wspomnianych podczas opisu fig. 2, tj. ciśnieniowy korpus 2, pierwotną powłokę 4 reaktora, skorodowany obszar 8, profilowane płaskie elementy 11 przyspawane do siebie wzdłuz linii 14 spoin, metalowy pasek 12, puste obszary wewnętrzne 15 oraz otwór penetracyjny 13 Na fig. 3 pokazano również schematycznie i w przekroju pasek 16, stanowiący podparcie spawanej linii 14 spoiny pomiędzy dwoma profilowanymi elementami 11, z których tego drugiego nie można spawać do metalu, z jakiego jest wykonana poprzednia powłoka 4.

Po tym ogólnym i szczegółowym opisie wynalazku, przedstawiono praktyczny przykład jego realizacji, bez jakiegokolwiek ograniczania jednak zakresu wynalazku.

Przykład

Przeprowadzono naprawę i przywracanie funkcjonalności wewnętrznej powłoce antykorozyjnej w reaktorze z instalacji do wytwarzania dziennie 600 ton mocznika.

Reaktor ten pracuje w warunkach ciśnienia 230 lO^Pa i temperatury 190°C, z mieszanką reakcyjną zawierającą w warunkach ustalonych NH₃, CO₂1 mocznik, z wodą i powietrzem jako inhibitorem korozji. W skład reaktora, pokazanego schematycznie na fig. 1, wchodzi pionowy zbiornik składający się z cylindrycznego wielowarstwowego korpusu ciśnieniowego 2 (grubość

179 137

2x47 cm), o średnicy wewnętrznej 1,5 m i długości 17,2m, oraz dwie półkuliste kute pokrywy 1 na końcu dolnym i górnym. W górnym końcu znajduje się okrągły otwór włazowy 9 o średnicy około 550 mm. Antykorozyjna powłoka wewnętrzna 4 była wykonana ze stali AISI316L klasy mocznikowej i miała grubość około 17 mm. Pojemność wewnętrzna reaktora wynosiła około 32 000 dm³, z polem powierzchni wewnętrznej ciśnieniowego korpusu około 85 m². W zbiorniku ciśnieniowym było łącznie 26 otworów penetracyjnych rozmieszczonych w odpowiednich odległościach od siebie. Szeroki cylindryczny segment w dolnej środkowej części reaktora uległ korozji tworząc obszar skorodowany 8 na wysokość około 4 metrów i na powierzchni całkowitej około 18 m². Przeciętna głębokość korozji warstwy powłokowej wynosiła 11 mm.

Po zbadaniu spójności ciśnieniowego korpusu i upewnieniu się, że ciecz technologiczna nie przeniknęła do stali węglowej i nie zaatakowała jej, oczyszczono szczotkami powierzchnię powłoki w skorodowanym obszarze, usuwając z niej większość pozostałości korozyjnych i ewentualne niestabilne warstwy metalowe. Bardziej wyeksponowane nieregulamości powierzchni, a zwłaszcza miejsca z najgłębszymi wżerkami spowodowanymi korozją, wypełniono paskami ze stali 25/22/2 Cr/Ni/Mo o grubościach od 3 do 5 mm, mocowanymi do poprzedniej powłoki spoinami sczepnymi. Pozostałe miejsca z wżerkami korozyjnymi o mniejszej głębokości wypełniono napawając stal AISI 316L klasy mocznikowej. Następnie całą skorodowaną powierzchnię odpowiednio wygładzono papierem ściernym i wyszhfowano. Następnie uzyskano odpowiednią powierzchnię nośną wypełniając praktycznie wżerki korozyjne tak jak pokazano w obszarze skorodowanym 8 na fig. 2.

Znajdujące się w skorodowanym obszarze otwory penetracyjne 13 przedłużono przez istniejącą częściowo skorodowaną powłokę i wypełniono warstwą metalu przymocowaną w sposób opisany powyżej.

Do tak przygotowanej powierzchni przymocowano nową powłokę uzyskaną poprzez łączenie prostokątnych blach (elementy metalowe 11) ze stali nierdzewnej 25/22/2 Ce/Ni/Mo o grubości 5 mm, odpowiednio zakrzywionych (wyprofilowanych) dla uzyskania jednorodnego podparcia i prawidłowo rozłożonych na powierzchni reaktora. Każdą blachę przymocowano spoiną sczepną. Wymiary każdej blachy wynosiły 400 x 1500 mm ze względu na możliwość ich wkładania przez otwór włazowy. Odporność blach na korozję sprawdzono na próbkach badanych podczas testu antykorozyjnego według normy „ASTM A-262, Procedura C”, po którym me stwierdzono obecności korozji. Blachy rozłożono w taki sposób, żeby całkowicie pokrywały skorodowany obszar, aż do częściowego zachodzenia, na granicach tego obszaru, na miejsca poprzedniej powłoki nie uszkodzone przez korozję.

Następnie blachy te przyspawane elektrycznie do siebie wzdłuż sąsiadujących ze sobąkrawędzi, stosując do spawania stop o takim samym składzie jak skład blach Wzdłuż każdej spoiny pozostawiono odcinki wolne od spawu o długości od 10 do 20 mm, tak, że całe obszary pod blachami były połączone z co najmniej jednym otworem penetracyjnym. W tym celu nie zachowano żadnej konkretnej regularności geometrycznej, natomiast uwzględniono tylko to, żeby wokół każdego otworu penetracyjnego odgałęział się szereg kanałów komunikacyjnych łączących jedną blachę z inną, zatem łączących wszystkie leżące pod spodem puste przestrzenie aż do sąsiedztwa następnych otworów penetracyjnych.

Następnie zewnętrzne części każdego nie pokrytego spoiną odcinka spawu pokryto płytkami z materiału o takich samych właściwościach jak reaktor; płytki te były kwadratowe z bokami o długości około 40-50 mm. Ich grubość również wynosiła 5 mm. Krawędzie każdego paska przyspawano w taki sam sposób jak blachy wykładziny.

Następnie przyspawano blachy do poprzedniej powłoki (wykonanej ze stali AISI 316L klasy mocznikowej, spawalnej do stali 25/22/2 Cr/Ni/Mo) wzdłuz całej krawędzi uzyskanej w ten sposób nowej powłoki (pokrywającej cały skorodowany obszar), zapewniając w ten sposób szczelność całej powłoki reaktora.

Na końcu tej operacji każda z pustych przestrzeni wewnętrznych 15 pod nową powłoką była połączona z jednym a nawet dwoma otworami penetracyjnymi bez konieczności robienia jakichkolwiek dodatkowych otworów penetracyjnych oprócz tych, które pierwotnie były w ciśnieniowym korpusie.

Na figurze 4 pokazano wyróżniający się szczegół wyglądu nowej powłoki w miejscach gdzie przyspawano do niej płytkę pokrywającą przerwy w spawanej spoinie pomiędzy dwiema blachami.

Na koniec operacji poddano reaktor konwencjonalnym testom kontrolnym sprawdzającym jego działanie. Przeprowadzono następujące badania:

- kontrola spawów za pomocą cieczy penetracyjnych według normy „ASME VIII, div. 1, załącznik 8”;

- kontrola szczelności dla gazów według „ASME V; artykuł 10”, przeprowadzona za pomocą helu;

- test ciśnieniowy polegający na podniesieniu ciśnienia wewnątrz reaktora do wartości określonej w przepisach konstrukcyjnych (320 · 10⁵Pa).

Wszystkie te badania dały zadowalające wyniki.

Naprawiony w ten sposób reaktor eksploatowano następnie w normalnych warunkach roboczych i działał co najmniej przez dwa lata, z wyłączeniem normalnych przerw konserwacyjnych. Po starannych badaniach nie stwierdzono żadnych śladów rozległej korozji.

Claims

1. Sposób naprawiania i przywracania funkcjonalności w urządzeniach w wysokoi średniociśnieniowej sekcji instalacji przemysłowej, w której znajduje się co najmniej jeden otwór włazowy i która ma wewnątrz antykorozyjną metalową powłokę z co najmniej jednym rozległym obszarem skorodowanym, w którym czyści się skorodowany obszar usuwając większość powstałych przy tym pozostałości, tworzy się w obszarze oczyszczonym odpowiednie powierzchnie nośne i/lub kotwiczące do umieszczenia nowej powłoki metalowej, i umieszcza się na tych powierzchniach nośnych i/lub kotwiczących oraz na krawędziach powierzchni obok skorodowanego obszaru, az do całkowitego jego pokrycia, płaskie elementy o odpowiednich kształtach przystosowujących je do wewnętrznego profilu urządzenia, wykonane z metalu odpornego na korozję w warunkach eksploatacyjnych urządzenia i o wymiarach pozwalających na ich przechodzenie przez otwór włazowy, przy czym te profilowane elementy układa się obok siebie i spawa się ze sobą sąsiednie krawędzie połączonych elementów oraz, ewentualnie, spawa się te krawędzie do znajdującego się pod mmi metalu, i tworzy się nową wewnętrzną powłokę metalową, całkowicie szczelnąi odporną na korozję w normalnych warunkach roboczych, znamienny tym, że pozostawia się co najmniej jeden odcinek przerwy w co najmniej jednym spawie dla każdego pojedynczego elementu pozwalając przestrzeniom wewnętrznym (15) istniejącym pomiędzy każdym profilowanym płaskim elementem (11) a znajdującą się pod spodem powierzchnią, na łączenie się ze sobą i z co najmniej jednym z otworków penetracyjnych (13) w korpusie urządzenia, następnie pokrywa się powierzchnię wystawioną na działanie cieczy technologicznych, wokół odcinków przerw w spawach, paskami (12) o odpowiednich wymiarach i kształtach, które spawa się krawędziami do nowej powłoki metalowej (4).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że urządzenie stanowi część instalacji do produkcji mocznika.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że urządzenie jest reaktorem do syntezy mocznika, albo skraplaczem karbaminianu, albo urządzeniem do rozkładania karbaminianu.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie robocze urządzenia wynosi od 10,13 MPa do 25,33 MPa.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze urządzenie ma objętość od 2000 do 400 000 dm³, a pole powierzchni wewnętrznej stykające się z cieczami technologicznymi, z wyłączeniem rurociągów, wynosi od 8 do 450 m².

6. Sposób według zastrz 2, znamienny tym, że metalowa powłoka antykorozyjna (4) ma grubość od 2 do 30 mm i jest głównie z metalu, albo stopu metalowego, wybranego spośród takich materiałów jak tytan, cyrkon, ołów, stal AISI 316L (do mocznika), stal ΙΝΟΧ 25/22/2 Cr/Ni/Mo, albo specjalne stale austenityczno-ferrytyczne

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze profilowane płaskie elementy (11) sąprostokątne i mają grubość od 2 do 30 mm.

8. Sposób według zastrz 1, znamienny tym, że profilowane płaskie elementy (11) są z metalu, albo stopu metalowego, wybranego spośród takich materiałów jak tytan, cyrkon, stopy tytanowo-cyrkonowe, stal ΙΝΟΧ 25/22/2 Cr/Ni/Mo, albo specjalne stale austenityczno-ferrytyczne.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przeciętna liczba odcinków przerw w spawanych spoinach wynosi od 1,5 do 2,5 na każdy profilowany płaski element (11), a długość tych przerw w spoinach wynosi od 5 do 30 mm

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze paski (12) sąkwadratowe lub prostokątne i mają wymiary od 20 do 200 mm, a grubość od 4 do 25 mm

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że paski (12) są z tego samego metalu lub stopu metalowego co nowa powłoka.

12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze po naprawie zachowuje się te same otwory penetracyjne (13), które znajdowały się w urządzeniu oryginalnym

13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że formuje się nowąpowłokę metalową(4), z metalu, nie nadającego się do spawania z oryginalną powłoką antykorozyjną urządzenia, i umieszcza się paski metalowe (12), nie przyspawane do powierzchni skorodowanego obszaru, przy czym te paski (12) są spawalne z metalowymi elementami tworzącymi nowąpowłokę, i umieszcza się je zgodnie z ich liniami nośnymi

14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że szczelne spawanie nowej powłoki do krawędzi skorodowanego obszaru realizuje się za pomocą bimetalowego paska (12), którego górną część spawa się do nowej powłoki, a dolną część do oryginalnej antykorozyjnej powłoki urządzenia.