Início / Recursos / Artigos técnicos e white papers / Fenômenos de corrosão na indústria petroquímica
A indústria petroquímica enfrenta um adversário silencioso, mas formidável: a corrosão. Os equipamentos críticos expostos a produtos químicos corrosivos permanecem suscetíveis a este fenômeno, resultando em deterioração da infraestrutura, perdas financeiras significativas e, sobretudo, 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. Estes processos envolvem reações químicas complexas e formam a base de muitos dos produtos que utilizamos diariamente, 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 aí que entram os processos de conversão, realizando transformações moleculares essenciais. Existem três tipos de craqueamento: craqueamento térmico, craqueamento catalítico e hidrocraqueamento. Embora estes processos produzam os produtos desejados, também expõem os equipamentos a altas temperaturas e pressões, levando à corrosão e corrosão sob tensão.
Nas instalações de refinação de petróleo, os aços cromo/molibdênio são amplamente utilizados na seção de craqueamento 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 destes produtos vaporiza em sua própria temperatura, permitindo a separação ideal destes elementos.
Existem três processos de craqueamento, detalhados abaixo:
Craqueamento térmico
O craqueamento térmico, o processo mais antigo, foi primeiro aplicado aos destilados médios (óleos combustíveis) e depois à parte leve dos resíduos (destilados a vácuo).
Através da decomposição térmica, a temperaturas próximas a 500°C, e sob alta pressão, estes 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 refinação como um meio eficaz de fornecimento de 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 coqueamento. Também é utilizado com vapor (craqueamento a vapor) na petroquímica para produzir olefinas.
A conversão generalizada de destilados a vácuo e a redução nas quantidades de petróleo bruto processado, levaram à separação de todos os destilados a vácuo. Isto resultou em uma produção correlativa de resíduo de vácuo em excesso aos requisitos de betume. Os excedentes altamente viscosos são diluídos com diesel para obter uma viscosidade de mistura de acordo com a especificação exigida para óleo combustível pesado.
A viscorredução do resíduo sob vácuo é um processo de craqueamento térmico moderado que é cada vez mais utilizado. Isto porque, além de produzir menos destilados leves, permite obter um resíduo menos viscoso, portanto, reduzindo a quantidade de óleo diesel de diluição introduzido no óleo combustível pesado e, consequentemente, a quantidade de óleo combustível pesado produzido. Em alguns casos, esta quantidade ainda excede os requisitos do mercado.
Nestes casos, o coqueamento a vácuo do resíduo, que é um processo de craqueamento térmico severo, substitui a viscorredução. O objetivo desta operação, que é geralmente descontínua (coqueamento retardado), é produzir coque, que é então queimado como está ou gaseificado.
Craqueamento catalítico
O craqueamento catalítico de destilados sob vácuo há muito substituiu o craqueamento térmico.
O catalisador, fluidizado em partículas finas, facilita a reação, que ocorre a uma pressão próxima à da atmosfera. É continuamente regenerado: o coque que se deposita em sua superfície é queimado ao longo do processo.
As plantas industriais de craqueamento catalítico são altamente complexas: além do reator e do regenerador, incluem separação dos produtos craqueados, uma espécie de petróleo bruto sintético, bem como recuperação de energia, já que a temperatura de regeneração é próxima a 700°C.
Catalisadores e tecnologia de reação evoluíram para aumentar tanto a conversão quanto a produção de gasolina. Catalisadores altamente ativos são agora peneiras moleculares, com tempos de contato de alguns segundos e rendimentos de gasolina em torno de 50%. Instalações para craqueamento catalítico de resíduo atmosférico começam 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 a vácuo (hidrocraqueamento) e resíduos atmosféricos (hidrodesmetalização).
O hidrocraqueamento produz uma transformação quase completa em gasolina, combustíveis de aviação e óleos diesel, e é realizado em uma ou duas etapas, dependendo se o objetivo é produzir o máximo possível de óleo diesel 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, tem suas limitações quanto à resistência à corrosão e 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 Soldas Alloys para a indústria petroquímica:
A Soldas Alloys oferece uma ampla gama de soluções de tratamento de superfície, incluindo consumíveis de soldas, máquinas de soldas automáticas e serviços, para combater a corrosão.
Nossa família de produtos compreende ligas à base de níquel GAMMA e ligas à base de COBALT, junto com nossa linha de fios tubulares austeníticos TETRA. Estes materiais abordam efetivamente o desgaste causado pela corrosão, seja através de soldas ou revestimento, comumente encontrados na indústria petroquímica. São especificamente projetados para aumentar a resistência ao desgaste de vasos de pressão e componentes de válvulas, apresentando características distintivas adaptadas a estas aplicações.
A Soldas Alloys oferece ligas sem bismuto (TETRA), bem como ligas personalizadas para requisitos únicos.
Uma das vantagens dos modernos fios tubulares de aço inoxidável, como nossa linha TETRA, é que a liberação de escória ocorre facilmente, produzindo cordões de solda semelhantes aos produzidos pelos eletrodos revestidos de última geração.
A ausência de bismuto nestes fios evita trincas em altas temperaturas; os reatores frequentemente operam em temperaturas superiores a 450°C.
Os fios tubulares de aço inoxidável rutílicos convencionais geralmente contêm óxido de bismuto adicionado (Bi2O3) para melhorar a liberação de escória. O depósito soldado, portanto, contém traços de bismuto.
A maioria das soldas de aço inoxidável resistentes à corrosão é colocada em serviço como está, sem tratamento térmico. Tais construções são destinadas a aplicações onde a temperatura de operação não excede 300°C. Sob estas 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. Em tais casos, as construções frequentemente têm que operar acima de 500°C, e nas juntas soldadas, o bismuto e outros elementos de baixo ponto de fusão podem segregar nos contornos de grão e causar trincas.
Fios com bismuto deliberadamente adicionado não são recomendados para aplicações acima de 500°C ou onde o tratamento de recozimento é realizado após a solda. Em tais casos, recomendamos o uso de fios tubulares de aço inoxidável contendo não mais que 0,002% Bi no metal de solda. Estes fios são especificados de acordo com ASME II C SFA-5.22 e EN ISO 17633.
A Soldas Alloys tem produzido fios que atendem a este critério por muitos anos e oferece uma ampla gama de fios tubulares sem bismuto. Estes produtos são adequados não apenas para altas temperaturas, mas também para soldas que passam por estabilização ou tratamento térmico de solubilização.
Esta linha de fios tubulares fornece o melhor compromisso para combater a corrosão.
Quais são as diferenças entre fio tubular e fio sólido?
Um fio sólido vem de uma fundição que é então trefilada em fio de solda. Isto leva a um tamanho de lote de várias toneladas, caracterizado pela química inerente ao lote produzido.
Um fio de solda tubular é a combinação de um ou uma mistura de vários pós diferentes encapsulados em uma tira metálica. Isto permite a produção de uma gama infinita de graus e composições químicas em quantidades econômicas, proporcionando uma vantagem distintiva sobre os fios sólidos.
Em termos de soldabilidade, o fio tubular oferece muito mais versatilidade, como soldar com ou sem proteção gasosa, e soldar em qualquer posição. Produzimos fios tubulares de aço inoxidável que atendem às 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 fio tubular em vez de um fio sólido?
Um fio tubular pode ser considerado como um eletrodo revestido automático; um eletrodo revestido consiste em um núcleo metálico revestido com pó. Um fio tubular é feito de uma tira que é formada em forma de U para incorporar um pó, depois fechada para formar um tubo. É, portanto, um eletrodo revestido reverso que compartilha muitas similaridades em termos de solda. 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 Welding Alloys?
Existem várias razões pelas quais a Soldas Alloys deve ser escolhida como fornecedor preferencial para combater efetivamente o desgaste. Estas incluem:
Expertise técnica: A Soldas Alloys é líder mundial na produção de produtos de solda dedicados principalmente a aplicações de reparo e manutenção. A Soldas Alloys possui ampla expertise técnica e é capaz de fornecer soluções de alta qualidade para uma grande variedade de problemas de solda e revestimento.
Inovação: A Soldas 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, revestimento, etc.).
Qualidade: Os produtos da Soldas Alloys são reconhecidos por sua qualidade. A Soldas Alloys utiliza matérias-primas cuidadosamente selecionadas e segue processos de produção rigorosos para garantir produtos finais de alta qualidade.
Atendimento ao cliente: A Soldas Alloys dá grande importância à satisfação do cliente. A Soldas Alloys oferece atendimento ao cliente de qualidade e está sempre pronta para ajudar os clientes a resolver seus problemas de solda e revestimento.
Portfólio de produtos: A mais extensa gama de ligas de solda e revestimentos resistentes ao desgaste (corrosão, abrasão, impacto, etc.) adequados para muitas indústrias. Isto significa que os clientes podem obter suas soluções de reparo e manutenção de um único fornecedor, simplificando o gerenciamento de fornecedores e logística.
Você está enfrentando problemas com corrosão? Podemos ajudar a avaliar a situação com uma auditoria de desgaste sem compromisso.