Schmierstoffanlage löst mithilfe eines Überwachungsprogramms ein langjähriges Korrosionsproblem

Kunde

Petrochemische Anlage, Zentralrussland

Anwendung

Rosemount™ Wireless-Korrosions- und Erosionsmessumformer mit adaptiver Kreuzkorrelationsverarbeitung für die Anwendung in der Schmierstoffaufbereitung.

Herausforderung

Aufbereitete und recycelte Schmierstoffe können verarbeitet und als Einsatzstoff für die Raffinerie wiederverwendet werden, wodurch die Umweltbelastung durch die Entsorgung reduziert wird. Diese russische petrochemische Anlage verfügt über eine Einheit zur Reinigung von Schmierstoffen, die aufgrund der Eigenschaften der Produkte mit einer Vielzahl von Herausforderungen verbunden ist. Da die aufbereiteten Schmierstoffe eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte und Verunreinigungen enthalten können, muss der Prozess je nach aktueller Zusammensetzung der Mischung entsprechend angepasst werden. Im Reinigungsprozess werden verschiedene Lösungsmittel eingesetzt, die anschließend zurückgewonnen und wiederverwendet werden. Einige extrahierte chemische Komponenten können stark korrosiv sein, die Rohrleitungen des Lösungsmittelrückgewinnungssystems angreifen und sie von innen heraus abtragen.

Die Herausforderung wurde durch das unvorhersehbare Auftreten des Problems aufgrund der chemischen Schwankungen der aufbereiteten Schmierstoffe noch verstärkt. Eine Charge mit besonders hoher Verunreinigung konnte in bestimmten Bereichen des Rohrleitungssystems zu Phasen mit sehr starker Korrosion führen. Die Anlage war bereit, einen Metallverlust von 0,5 mm pro Jahr im gesamten System zu akzeptieren, jedoch gab es Zeiträume, in denen der auf ein Jahr hochgerechnete Metallverlust in bestimmten Bereichen 1,3 und sogar 2,0 mm erreichte.

Während die Anlagenbetreiber versuchten, die Wandstärke der Rohrleitungen mit tragbaren Ultraschallmessgeräten manuell zu messen, erwies sich diese Methode aufgrund der geringen Reproduzierbarkeit des Verfahrens in Kombination mit den schwierigen Zugangsbedingungen als ungeeignet. Dies zwang die Anlagenbetreiber, das System mehrmals pro Jahr herunterzufahren, um die Rohrleitungen an strategisch ausgewählten Stellen für manuelle Inspektionen zu demontieren. Jeder erforderliche Austausch von Rohrleitungen verlängerte die Stillstandszeiten.

Lösung

Die petrochemische Anlage analysierte das Problem der chemischen Verunreinigungen und führte Versuche durch, um zu ermitteln, wie sich die Korrosivität verschiedener Einsatzstoffe durch geeignete Additive in Kombination mit Änderungen der Verarbeitungsmethoden reduzieren lässt. Im Rahmen dieser Maßnahmen kamen die Ingenieure zu dem Schluss, dass ohne eine Möglichkeit zur Überwachung des Metallverlusts keine Aussage über die Wirksamkeit verschiedener vorgeschlagener Lösungen getroffen werden könnte. Zuverlässige Echtzeitdaten zur Wandstärke der Rohrleitungen waren eindeutig erforderlich, um die Wirksamkeit oder das Scheitern der Maßnahmen zu bewerten. Um diese Daten bereitzustellen, installierten Techniker elf drahtlose Rosemount Korrosions- und Erosionsmessumformer im gesamten Rohrleitungssystem, wobei der Schwerpunkt auf Bereichen mit bekanntermaßen hohem Metallverlust lag.

Jeder dieser Messumformer überträgt Daten über ein WirelessHART® Netzwerk an ein Hostsystem. Dort werden die Daten mithilfe einer PC-basierten Software von Emerson verarbeitet, die die Adaptive-Cross-Correlation-Methode nutzt. Diese Methode verbessert die Analyse der Messdaten, sodass selbst geringe Korrosions- oder Erosionsraten innerhalb weniger Tage erkannt werden können. Die Daten der Messumformer werden außerdem im Rahmen der Emerson Connected Services zur Korrosions- und Erosionsüberwachung an Emerson weitergeleitet. Diese umfassen eine umfassende Historisierung, Echtzeitanalyse und Berichtserstellung.

Nach fünf Wochen Betrieb mit installierten Messumformern zeigten neun der Messstellen einen minimalen Metallverlust. Bei jeder dieser Messstellen lag die Rate unter 0,5 mm pro Jahr und damit deutlich innerhalb der zulässigen Grenzwerte. Bei zwei Messstellen wurden jedoch Metallverlustraten festgestellt, die drei- bis viermal über dem zulässigen Wert lagen. Die Möglichkeit, schnell und präzise festzustellen, wo und wann die Korrosion ihren Höchststand erreicht hatte, lieferte ein wichtiges Werkzeug zur Identifizierung der Bedingungen, die die Situation verschärften, sowie zur Bewertung, an welchen Stellen die Minderungsmaßnahmen erfolgreich waren. An einigen Stellen führte die durch eine ungünstige Rohrleitungsauslegung verursachte Flüssigkeitsturbulenz in Verbindung mit der korrosiven Wirkung zu einer Kombination aus Erosion und Korrosion, wodurch der Metallverlust verstärkt wurde.

Diese Erfahrung und die daraus gewonnenen Daten bildeten die Grundlage für die Umsetzung einer Lösung zur Minimierung der Korrosionseinflüsse, die auf der Analyse der Einsatzstoffe, den Verarbeitungsverfahren und dem Einsatz von Additiven basiert. Durch die Echtzeitmessung der Wandstärke konnte die Notwendigkeit von Stillständen für manuelle Inspektionen der Rohrleitungsinnenflächen nahezu vollständig eliminiert werden. Der Bedarf an zwei geplanten Stillständen pro Jahr sowie zusätzlichen ungeplanten Stillständen wurde auf nur einen jährlichen Stillstand reduziert, um Rohrleitungsabschnitte auszutauschen, die das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hatten.

Die von den Connected Services-Analysten erstellten Berichte bieten der Unternehmensleitung ein genaues und aktuelles Bild des Anlagenzustands, sodass der Betrieb sicher fortgeführt und gleichzeitig Produktion und Rentabilität maximiert werden können.