Электроприводы для химической и целлюлозно-бумажной промышленности: коррозионная стойкость
Содержание
- Почему химия и ЦБП предъявляют особые требования к приводам
- Виды агрессивных сред и их влияние на оборудование
- Материалы корпуса и покрытия: что выбрать
- Уплотнения и кабельные вводы в агрессивной атмосфере
- Взрывозащита в химической промышленности
- Особенности целлюлозно-бумажного производства
- Совместимость с процессной арматурой из спецсплавов
- Как избежать типичных ошибок при выборе
- Исполнения DAUME для агрессивных сред
- Вопросы и ответы
Почему химия и ЦБП предъявляют особые требования к приводам
Химическая и целлюлозно-бумажная промышленность объединяет широкий спектр производств — от неорганических кислот и щелочей до целлюлозы, бумаги и продуктов лесохимии. Общее у них одно: в атмосфере цехов и рядом с технологическим оборудованием регулярно присутствуют вещества, агрессивно воздействующие на металлы, резину и электронику — кислотные и щелочные пары, хлор и его соединения, сероводород, влажный горячий воздух с примесями.
Электропривод, спроектированный для нейтральной атмосферы обычного промышленного цеха, в таких условиях выходит из строя значительно быстрее расчётного срока службы: коррозия корпуса, разрушение уплотнений, деградация контактов, отказ электроники от химически активной влаги. Выбор привода для этой отрасли требует отдельного внимания к материалам, покрытиям и герметичности — сверх стандартных параметров момента и присоединения.
Виды агрессивных сред и их влияние на оборудование
Кислотные среды (серная, соляная, азотная кислота и их пары) — вызывают активную коррозию незащищённых стальных и алюминиевых поверхностей, разрушают некоторые виды резиновых уплотнений.
Щелочные среды (натриевая, калиевая щёлочь) — характерны для целлюлозно-бумажного производства (варка целлюлозы, отбелка). Агрессивны к алюминиевым сплавам и ряду покрытий, менее агрессивны к нержавеющей стали.
Хлор и хлорсодержащие соединения — используются в отбелке целлюлозы и водоподготовке. Один из наиболее агрессивных агентов по отношению к большинству конструкционных материалов, включая многие марки нержавеющей стали.
Сероводород — присутствует на ряде химических и нефтехимических производств, а также при разложении органики в целлюлозно-бумажном производстве. Вызывает специфическую сульфидную коррозию и требует особого внимания к материалам электрических контактов.
Высокая влажность с химическими примесями — характерна для варочных и отбельных цехов ЦБП, где горячий влажный воздух насыщен химическими агентами одновременно — сочетание факторов ускоряет деградацию оборудования сильнее, чем каждый фактор по отдельности.
Материалы корпуса и покрытия: что выбрать
Стандартный окрашенный алюминиевый корпус — базовое решение, достаточное для зон с низкой концентрацией агрессивных веществ или эпизодическим воздействием.
Усиленное коррозионностойкое покрytie — многослойное лакокрасочное покрытие повышенной химической стойкости поверх алюминиевого или чугунного корпуса. Стандартное решение для большинства цехов химической промышленности со средней агрессивностью среды.
Корпус из нержавеющей стали — применяется в зонах максимальной агрессивности: прямой контакт с хлором, высокая концентрация кислот, требования пищевой или фармацевтической чистоты производства (в ряде смежных с ЦБП направлений). Существенно дороже, но кардинально решает вопрос коррозии корпуса.
Выбор конкретного варианта зависит от реальной концентрации агрессивных веществ в точке установки привода, а не от отрасли в целом — один и тот же завод может иметь зоны с разной степенью агрессивности среды, требующие разных исполнений.
Уплотнения и кабельные вводы в агрессивной атмосфере
Коррозионностойкий корпус бесполезен без соответствующих уплотнений — именно через уплотнения и кабельные вводы агрессивная среда чаще всего проникает внутрь привода.
Материал уплотнительных прокладок должен быть химически стойким к конкретным веществам на объекте — стандартные резины NBR или EPDM могут разрушаться в присутствии определённых кислот или растворителей, для таких случаев применяются фторкаучуковые (FKM/Viton) или иные специализированные материалы.
Кабельные вводы в химически агрессивной атмосфере — из нержавеющей стали или химически стойкого пластика, а не из обычной латуни или углеродистой стали, подверженной ускоренной коррозии.
Степень защиты IP для таких сред обычно требуется не ниже IP66/IP67 — герметичность корпуса становится ещё важнее, чем в нейтральной атмосфере, поскольку последствия проникновения агрессивной среды внутрь серьёзнее, чем просто попадание обычной влаги.
Взрывозащита в химической промышленности
Ряд производств химической промышленности связан с обращением горючих и взрывоопасных веществ — растворителей, спиртов, некоторых полупродуктов синтеза. Для таких зон применяются те же принципы взрывозащиты, что и в нефтегазовой отрасли — с обязательной маркировкой Ex, соответствующей категории зоны и группе газа конкретного вещества.
Важное отличие химических производств от типового нефтегаза — более широкий спектр веществ с разными группами взрывоопасности (IIA, IIB, IIC), что требует внимательного подбора маркировки под конкретное вещество, а не универсального «стандартного» исполнения.
→ Подробнее о маркировке взрывозащиты: Взрывозащищённые электроприводы: аналог AUMA SAEx и SQEx
Особенности целлюлозно-бумажного производства
Целлюлозно-бумажная промышленность заслуживает отдельного внимания в силу специфического сочетания факторов, нетипичного для «обычной химии»:
Варочные цеха — высокая температура (100+°C), давление, щелочная среда (варочный щёлок) одновременно. Арматура и приводы работают в условиях постоянного контакта с горячим паром, насыщенным химическими веществами.
Отбельные цеха — хлор, диоксид хлора, пероксид водорода в сочетании с высокой влажностью. Один из наиболее агрессивных участков производства для любого металлического оборудования.
Промывные и очистные участки — большие объёмы технологической воды с органическими и неорганическими примесями, повышенная влажность воздуха практически постоянно.
Кородревпереработка и подготовка сырья — древесная пыль в сочетании с влажностью создаёт собственный класс требований, ближе к пылевзрывозащите, чем к чисто химической коррозии.
Для арматуры на каждом из этих участков разумно подбирать исполнение привода индивидуально, а не применять единое решение для всего завода — избыточная защита на менее агрессивных участках увеличивает стоимость без необходимости, недостаточная на самых агрессивных — сокращает срок службы оборудования.
Совместимость с процессной арматурой из спецсплавов
На химических производствах часто применяется арматура из специальных коррозионностойких сплавов (нержавеющая сталь различных марок, титан, сплавы на основе никеля) — сам корпус арматуры рассчитан на агрессивную среду изнутри трубопровода.
Присоединение электропривода к такой арматуре по стандартам ISO 5210/5211 остаётся неизменным независимо от материала арматуры — важно только убедиться, что крепёжные элементы (болты, шайбы) выполнены из совместимого по коррозионной стойкости материала, чтобы не создать очаг гальванической коррозии в месте контакта разнородных металлов.
Как избежать типичных ошибок при выборе
Экономия на исполнении корпуса в зоне высокой агрессивности. Стандартный окрашенный корпус в цехе с постоянным хлорсодержащим паром может выйти из строя в течение первого года эксплуатации — существенно раньше расчётного срока.
Игнорирование конкретного химического состава среды. «Химическая промышленность» — слишком широкое понятие для выбора материала. Уточняйте конкретные вещества и их концентрацию в зоне установки для правильного подбора уплотнений и покрытий.
Универсальное решение для всего завода. Как показано выше, агрессивность среды сильно варьируется по участкам производства — подбор «с запасом» для всех точек установки экономически неоправдан, точечный подбор под конкретную зону эффективнее.
Недооценка взрывоопасности некоторых участков. Отдельные технологические процессы химических производств могут требовать взрывозащиты там, где это не очевидно на первый взгляд — уточняйте категорию зоны в проектной документации объекта.
Исполнения DAUME для агрессивных сред
Электроприводы DAUME серий МТ и F доступны в исполнении с усиленным коррозионностойким покрытием корпуса для зон средней агрессивности, а также в исполнении из нержавеющей стали для наиболее агрессивных участков — уточняйте конкретные требования при заказе.
Взрывозащищённые исполнения (маркировка Ex) доступны для тех же серий с сохранением расширенного температурного диапазона −60…+70 °C.
Степень защиты корпуса — до IP69K, что обеспечивает дополнительную защиту от проникновения агрессивных сред через уплотнения при правильном подборе материалов сальников.
Вопросы и ответы
Как определить, какое покрытие корпуса нужно для конкретного цеха? Уточните перечень и примерную концентрацию агрессивных веществ в атмосфере точки установки — на основе этого подбирается материал корпуса, покрытие и тип уплотнений. При отсутствии точных данных можно ориентироваться на данные о материале самой технологической арматуры на этом участке — обычно требования сопоставимы.
Подходит ли обычный привод DAUME для щелочной атмосферы варочного цеха ЦБП? Для длительной эксплуатации в непосредственной близости от источника щелочных паров рекомендуется усиленное коррозионностойкое исполнение или исполнение из нержавеющей стали — стандартное покрытие в таких условиях прослужит заметно меньше расчётного срока.
Нужна ли взрывозащита для арматуры на участке отбелки хлором? Хлор сам по себе не является горючим веществом в традиционном смысле взрывозащиты (это окислитель, а не топливо), поэтому классическая маркировка Ex здесь обычно не требуется, но нужна повышенная химическая стойкость материалов из-за коррозионной активности хлора. Уточняйте конкретные требования по проектной документации объекта.
Как часто нужно обслуживать привод в агрессивной среде по сравнению с обычными условиями? Регламент технического обслуживания рекомендуется сокращать примерно вдвое по сравнению со стандартными условиями — чаще проверять состояние уплотнений и покрытия корпуса на предмет начальной коррозии, чтобы устранить проблему до критического повреждения.
Можно ли заказать нестандартное покрытие под конкретное химическое вещество? Да, для объектов со специфическими требованиями возможны индивидуальные решения по материалам и покрытиям — уточняйте при формировании технического задания на поставку.
Подбираете электроприводы для химического или целлюлозно-бумажного производства? Опишите конкретную агрессивную среду и участок установки — поможем подобрать материал корпуса и исполнение.
→ Однооборотный электропривод DAUME серия F → Взрывозащищённые электроприводы: аналог AUMA SAEx
Теги: электропривод химическая промышленность, коррозионная стойкость, целлюлозно-бумажная промышленность, агрессивная среда, DAUME, нержавеющая сталь, взрывозащита