Início / Recursos / Artigos técnicos e white papers / Fenômenos de corrosão na indústria petroquímica
A indústria petroquímica enfrenta um adversário silencioso, porém formidável: a corrosão. Equipamentos críticos expostos a produtos químicos corrosivos permanecem suscetíveis a este fenômeno, resultando na deterioração da infraestrutura, perdas financeiras significativas e, acima de tudo, riscos à segurança. Para combater este problema, as empresas petroquímicas desenvolveram estratégias sofisticadas centradas no uso de revestimentos protetores, ligas resistentes à corrosão e métodos de monitoramento de última geração.
O complexo mundo da petroquímica
A petroquímica abrange uma ampla gama de tecnologias que utilizam petróleo ou gás natural para produzir uma variedade de compostos químicos. Esses processos envolvem reações químicas complexas e formam a base de muitos dos produtos que utilizamos todos os dias, desde solventes e medicamentos até plásticos e combustíveis.
Os desafios da conversão petroquímica
Os produtos derivados da destilação do petróleo bruto nem sempre atendem às demandas do mercado. É aqui que entram os processos de conversão, realizando transformações moleculares essenciais. Existem três tipos de craqueamento: craqueamento térmico, craqueamento catalítico e hidrocraqueamento. Embora esses processos produzam os produtos desejados, eles também expõem o equipamento a altas temperaturas e pressões, levando à corrosão e à corrosão sob tensão.
Nas instalações de refino de petróleo, os aços cromo-molibdênio são amplamente utilizados na seção de cracking devido às suas propriedades de resistência à fluência.
O que é craqueamento?
Em termos simples, o craqueamento é o processo pelo qual o petróleo bruto é separado para extrair subprodutos como diesel, gasolina, parafina, etc. Cada um desses produtos vaporiza em sua própria temperatura, permitindo a separação ideal desses elementos.
Existem três processos de craqueamento, detalhados abaixo:
Craqueamento térmico
O craqueamento térmico, o processo mais antigo, foi aplicado primeiro aos destilados médios (gasóleos) e depois à parte leve dos resíduos (destilados de vácuo).
Através da decomposição térmica, em temperaturas próximas a 500 °C e sob alta pressão, esses destilados são transformados em combustível. A reação resulta na formação de coque.
Foi durante o desenvolvimento das primeiras instalações industriais de craqueamento térmico que surgiu o forno tubular – um verdadeiro reator para a unidade. Este foi então amplamente adotado em todas as outras instalações de refino como um meio eficaz de fornecer calor aos produtos processados.
Atualmente, o craqueamento térmico é realizado na parte pesada dos resíduos (resíduos de vácuo), seja moderadamente por viscorredução ou severamente por coqueificação. Também é utilizado com vapor (craqueamento a vapor) na petroquímica para produzir olefinas.
A conversão generalizada de destilados de vácuo e a redução nas quantidades de petróleo bruto processado levaram à separação de todos os destilados de vácuo. Isto resultou em uma produção correlativa de resíduo de vácuo superior aos requisitos de betume. Os excedentes altamente viscosos são diluídos com diesel para obter uma viscosidade de mistura em linha com a especificação exigida para o óleo combustível pesado.
A viscorredução do resíduo sob vácuo é um processo de craqueamento térmico moderado que é cada vez mais utilizado. Isso ocorre porque, além de produzir menos destilados leves, permite obter um resíduo menos viscoso, reduzindo, portanto, a quantidade de gasóleo de diluição introduzida no óleo combustível pesado e, consequentemente, a quantidade de óleo combustível pesado produzida. Em alguns casos, esta quantidade ainda excede os requisitos do mercado.
Nestes casos, a coqueificação a vácuo do resíduo, que é um processo de craqueamento térmico severo, substitui a viscorredução. O objetivo desta operação, que geralmente é descontínua (coqueificação retardada), é produzir coque, que é então queimado como está ou gaseificado.
Craqueamento catalítico
O craqueamento catalítico de destilados sob vácuo substituiu há muito tempo o craqueamento térmico.
O catalisador, fluidizado em partículas finas, facilita a reação, que ocorre a uma pressão próxima à da atmosfera. Ele é regenerado continuamente: o coque que se deposita em sua superfície é queimado à medida que avança.
As plantas industriais de craqueamento catalítico são altamente complexas: além do reator e do regenerador, incluem a separação dos produtos craqueados, uma espécie de petróleo bruto sintético, bem como a recuperação de energia, uma vez que a temperatura de regeneração é próxima de 700 °C.
Os catalisadores e a tecnologia de reação evoluíram para aumentar tanto a conversão quanto a produção de gasolina. Os catalisadores altamente ativos são agora peneiras moleculares, com tempos de contato de poucos segundos e rendimentos de gasolina de cerca de 50 %. Instalações para craqueamento catalítico de resíduo atmosférico estão começando a ser desenvolvidas, mas este produto deve primeiro ser purificado para evitar o envenenamento do catalisador.
Hidrocraqueamento e hidrodesmetalização
O craqueamento catalítico na presença de hidrogênio é realizado em destilados de vácuo (hidrocraqueamento) e resíduos atmosféricos (hidrodesmetalização).
O hidrocraqueamento produz uma transformação quase completa em gasolina, combustíveis para jatos e gasóleos, e é realizado em um ou dois estágios, dependendo se o objetivo é produzir o máximo possível de gasóleo ou gasolina. A alta pressão de hidrogênio (100 a 150 atmosferas), combinada com temperaturas moderadas (350 °C a 450 °C), limita os depósitos de coque no catalisador.
A escolha do aço cromo-molibdênio é apropriada em termos de resistência à fluência, dadas as altas temperaturas aplicadas, variando de 350 °C a 700 °C nos três processos de conversão listados acima. Infelizmente, ele possui limitações quanto à resistência à corrosão e à corrosão sob tensão.
Estes aços carecem de resistência à corrosão, necessitando da aplicação de um revestimento protetor (proteção contra corrosão) nos tubos para mitigar a taxa de corrosão.
Soluções da Welding Alloys para a indústria petroquímica:
A Welding Alloys oferece uma ampla gama de soluções de tratamento de superfície, incluindo consumíveis de soldagem, máquinas de soldagem automáticas e serviços, para combater a corrosão.
Nossa família de produtos compreende ligas GAMMA à base de níquel e ligas à base de COBALTO, juntamente com nossa linha de arames tubulares austeníticos TETRA. Esses materiais abordam efetivamente o desgaste induzido pela corrosão, seja através de soldagem ou revestimento, comumente encontrados na indústria petroquímica. Eles são projetados especificamente para aumentar a resistência ao desgaste de vasos de pressão e componentes de válvulas, ostentando características distintas adaptadas a essas aplicações.
A Welding Alloys oferece ligas livres de bismuto (TETRA), bem como ligas sob medida para requisitos exclusivos.
Uma das vantagens dos modernos arames tubulares de aço inoxidável, como a nossa linha TETRA, é que a escória se desprende facilmente, produzindo cordões de solda semelhantes aos produzidos pela última geração de eletrodos revestidos.
A ausência de bismuto nestes arames evita o craqueamento em altas temperaturas; os reatores operam frequentemente a temperaturas superiores a 450 °C.
Os arames tubulares de aço inoxidável rutílicos convencionais geralmente contêm óxido de bismuto (Bi2O3) adicionado para melhorar a liberação de escória. O depósito soldado contém, portanto, vestígios de bismuto.
A maioria das soldas de aço inoxidável resistentes à corrosão é colocada em serviço como está, sem tratamento térmico. Tais construções destinam-se a aplicações onde a temperatura de operação não excede 300 °C. Nestas condições, o uso de óxidos de baixo ponto de fusão para melhorar a liberação de escória não é um problema. No entanto, muitos aços inoxidáveis também são usados em aplicações onde a resistência a altas temperaturas é importante. Nesses casos, as construções frequentemente precisam operar a mais de 500 °C e, em juntas soldadas, o bismuto e outros elementos de baixo ponto de fusão podem se segregar nos contornos de grão e causar trincas.
Arames com bismuto deliberadamente adicionado não são recomendados para aplicações acima de 500 °C ou onde o tratamento de recozimento é realizado após a soldagem. Nesses casos, recomendamos o uso de arames tubulares de aço inoxidável contendo no máximo 0,002 % de Bi no metal de solda. Esses arames são especificados de acordo com ASME II C SFA-5.22 e EN ISO 17633.
A Welding Alloys produz arames que atendem a esse critério há muitos anos e oferece uma ampla gama de arames tubulares isentos de bismuto. Esses produtos são adequados não apenas para altas temperaturas, mas também para soldas submetidas a tratamento térmico de estabilização ou de solubilização.
Esta linha de arames tubulares oferece o melhor compromisso para lutar contra a corrosão.
Quais são as diferenças entre o arame tubular e o arame sólido?
Um arame sólido provém de uma fundição que é então trefilada em arame de soldagem. Isso leva a um tamanho de lote de várias toneladas, caracterizado pela química inerente ao lote produzido.
Um arame tubular de soldagem é a combinação de um ou uma mistura de vários pós diferentes envoltos em uma fita metálica. Isso permite a produção de uma gama infinita de classes e químicas em quantidades econômicas, proporcionando uma vantagem distinta sobre os arames sólidos.
Em termos de soldabilidade, o arame tubular oferece muito mais versatilidade, como a soldagem com ou sem proteção gasosa e a soldagem em qualquer posição. Produzimos arames tubulares de aço inoxidável que cumprem as classificações padronizadas e têm um teor de ferrita controlado e/ou personalizado, o que é de grande benefício quando se trata de combater a corrosão.
Por que usar um arame tubular em vez de um arame sólido?
Um arame tubular pode ser considerado como um eletrodo revestido automático; um eletrodo revestido consiste em um núcleo metálico revestido com um pó. Um arame tubular é composto por uma fita que é moldada em forma de U para incorporar um pó e depois fechada para formar um tubo. É, portanto, um eletrodo com revestimento reverso que compartilha muitas semelhanças em termos de soldagem. Estas incluem a capacidade de produzir uma variedade de ligas, o perfil de penetração e a suavidade do arco, entre outras características.
Por que escolher a Welding Alloys?
Existem várias razões pelas quais a Welding Alloys deve ser escolhida como fornecedora preferencial para combater o desgaste de forma eficaz. Estas incluem:
Experiência técnica: A Welding Alloys é líder mundial na produção de produtos de soldagem dedicados principalmente a aplicações de reparo e manutenção. A Welding Alloys possui ampla experiência técnica e é capaz de fornecer soluções de alta qualidade para uma grande variedade de problemas de soldagem e revestimento.
Inovação: A Welding Alloys investe continuamente em pesquisa e desenvolvimento para melhorar o desempenho e a durabilidade de suas soluções de resistência ao desgaste (revestimento, resistência à corrosão, cladding, etc.).
Qualidade: Os produtos da Welding Alloys são reconhecidos por sua qualidade. A Welding Alloys utiliza matérias-primas cuidadosamente selecionadas e segue processos de produção rigorosos para garantir produtos finais de alta qualidade.
Atendimento ao cliente: A Welding Alloys atribui grande importância à satisfação do cliente. A Welding Alloys oferece um atendimento ao cliente de qualidade e está sempre pronta para ajudar os clientes a resolver seus problemas de soldagem e revestimento.
Portfólio de produtos: A gama mais extensa de ligas de soldagem e revestimentos resistentes ao desgaste (corrosão, abrasão, impacto, etc.) adequados para muitas indústrias. Isso significa que os clientes podem obter suas soluções de reparo e manutenção de um único fornecedor, simplificando a gestão de fornecedores e a logística.
Você está enfrentando problemas com corrosão? Podemos ajudar a avaliar a situação com uma auditoria de desgaste sem compromisso.