石油化学装置は、高温、高圧、腐食性媒体の下で長期間稼働するため、その表面には油、錆、スケール、ポリマー汚れ層などの産業汚染物質が蓄積する傾向があります。従来の洗浄方法は一般に、選択的な領域の洗浄を達成するのが難しく、基板に二次的な損傷を引き起こす可能性があるため、業界で増え続ける洗浄要件を満たすことが困難になっています。-同時に、環境規制の強化は、化学洗浄などの従来のプロセスに深刻な課題をもたらしています。効率的、環境に優しく、安全で信頼性の高いレーザー洗浄技術石油化学産業の洗浄問題に対する効果的な解決策となりつつあります。
石油化学洗浄の需要と現在の慣行
1. 機器の汚れに対する洗浄要件
石油化学装置は厳しい動作環境のため、産業上の汚れが発生しやすくなっています。装置表面の堆積物は、生産効率を低下させ、コンポーネントの性能を低下させるだけでなく、安全上の事故や経済的損失を引き起こす可能性があります。機器を正常に稼働し続けるために、石油化学プラントでは、試運転前と特定の運転サイクル後にユニット全体またはその一部を洗浄する必要があります。
2. 停止検査前の清掃要件
石油化学装置が検査のために停止する場合、検査対象の領域をテストする必要があります。腐食や応力集中の影響を受け、ひび割れや穴あきなどの欠陥が発生しやすい箇所については、洗浄により表面塗装や汚損層を除去し、母材を露出させた状態で検査・評価を行う必要があります。
メンテナンスサイクルをさらに短縮し、ダウンタイムを削減し、メンテナンスコストを削減するために、石油化学業界は、停止検査前の表面処理のための従来の方法よりも便利で効率的、環境に優しく、安全な洗浄技術を緊急に必要としています。
3. 既存の洗浄技術の限界
現在、世界中の石油化学設備で使用されている洗浄技術は、化学洗浄、物理洗浄、環境に優しい微生物洗浄の3つに分類され、化学洗浄が市場の約70％を占めています。現代の石油化学産業が洗浄品質、環境保護、安全性に対する要求を高め続ける中、従来の洗浄技術には次のような欠点が見られます。
- 選択的な領域の洗浄を実現するのは難しく、洗浄領域と強度を正確に制御できないため、基板に損傷を与えたり、二次的な損傷を引き起こす可能性があります。{0}
- 化学洗浄では大量の廃液や廃水が発生し、その処理費用も高額となり、厳しさを増す環境規制への対応が困難となっています。
- 一部の洗浄方法は{0}時間と労力がかかり、{1}}洗浄サイクルが長くなり、機器のメンテナンス効率が低下します。
4. レーザー洗浄の利点
従来の洗浄技術と比較して、工業用レーザー洗浄機次のような独特の利点があります。
- 必要な補助溶液は少量だけで、作業条件によっては溶液がまったく必要ありません。
- 幅広い基板材料から広範囲の汚染物質を除去できます。
- 基板へのダメージを最小限に抑えながら、表面の汚染物質を効果的に除去します。
- 洗浄範囲と洗浄品質を正確に制御できます。
- ポータブルユニットも用意されており、機動性に優れています。
- 自動化は簡単に実装できます。
- 装置の耐用年数が長く、動作中の電力のみを消費するため、全体的なコストが低くなります。
レーザークリーニングの仕組み
1. 洗浄機構
レーザー クリーニングは、レーザー光と物質の相互作用を通じて基板から汚染物質を除去する、環境に優しい非破壊的な表面クリーニング テクノロジーです。{0}レーザー洗浄プロセスには、汚染層、汚染層内のガス、基板、および事前に塗布された液体膜の 4 種類の相互作用ターゲットが関与します。-。
2. ドライクリーニングとウェットクリーニング
最初の 3 つの対象に対応する洗浄モードは総称して「ドライ洗浄」と呼ばれ、産業用途で最も広く使用されています。塗料やゴムなどの一般的な汚染物質の場合、効果的に除去するにはレーザー光源とプロセスパラメータを適切に選択するだけで十分です。
4 番目のモードは「ウェット クリーニング」と呼ばれ、頑固な汚染物質の除去を助けるために液体膜が使用されます。この方法では少量の廃液が発生しますが、その量は化学洗浄に比べてはるかに少なく、危険性は低くなります。石油化学産業における可燃性、腐食性、または有毒な堆積物の場合は、レーザー洗浄中に汚染物質が燃えたり広がったりするのを防ぐために湿式洗浄をお勧めします。
石油化学産業における一般的な用途
レーザー洗浄は、熱交換器、タンク、反応器、塔、貯蔵容器、パイプライン、コンプレッサー、遠心分離機などの幅広い石油化学装置に適用できます。最も一般的な 2 つの用途であるプレート熱交換器 - とボイラー蒸気ドラム - について、従来の洗浄方法と比較して以下に説明し、レーザー洗浄の優位性と適用性を説明します。
1. プレート熱交換器の洗浄
プレート式熱交換器は、波形の伝熱プレートを交互に積み重ねてフレーム内に圧着して構成されています。高圧水洗浄などの従来の洗浄方法では、ますます厳しくなる環境要件に反する廃液や廃水を生成し、洗浄したプレートの乾燥には時間と労力がかかります。-とき脈打つ レーザー洗浄機を使用すると、厚い汚れの層も完全に除去され、洗浄後すぐにプレートを再組み立てできます。- は簡単で便利です。
図. 1 (a) 稼働中のプレート熱交換器。 (b) 高圧水で洗浄された熱交換器プレート-。 (c) レーザーで洗浄された熱交換器プレート。
2. ボイラースチームドラムの洗浄
蒸気ドラムは、ボイラーの動作圧力に耐える圧力容器であり、ボイラーの最も重要で、最も重く、最も高価なコンポーネントです - これは、保守が必要なコンポーネントと同じです火力発電所、そこではレーザークリーニングがその価値をすでに証明しています。従来の洗浄方法は-時間と労力がかかり-、洗浄の強度と範囲を正確に制御するのが困難です。洗浄プロセスにより、既存の欠陥がさらに拡大する可能性もあります。レーザー洗浄は、基材に損傷を与えることなく、油、錆、スケール、その他の汚染物質を選択的に除去します。さらに、機器を持ち運びできるようにすることで、作業者が高所での作業に持ち運べるようになり、機器の分解時間が短縮され、人件費が節約されます - この利点については、ガイドで詳しく説明されています。取り外し不可能な機器のレーザー洗浄-.
実際の現場での応用では、King's Laser 技術チームは200Wハンディパルスレーザー洗浄機溶接継ぎ目部分をきれいにします。 4 回の洗浄パスの後、明るい白色の母材と鮮明な溶接痕跡が見え、母材も周囲の領域も損傷しませんでした。
図. 2 (a) 分解されたボイラーの蒸気ドラム。 (b) スチームドラムの洗浄メンテナンスを行う作業者。 (c) 200 W 手持ちパルス レーザー洗浄機を使用した溶接シーム領域の洗浄効果。
アプリケーションの課題と対策
石油化学用途では、レーザー洗浄は依然として次の課題に直面しています。
- 石油化学現場には、可燃性または爆発性のガスまたは液体が残留する可能性があります。適切なプロセス手順、基準、安全性評価システムを確立することは、アプリケーションにとって重要な課題です。
- レーザークリーニングの効率と品質は、レーザーのエネルギー密度、スキャン速度、スキャンピッチ、焦点精度、モニタリングフィードバックなどの複数の要因によって影響されます。これらの要因とその影響を調査すること-、特に超高速、マイクロダメージ要件下でのプロセスの最適化--}-は別の課題です。
高効率、精度、環境に優しいという利点を持つレーザー洗浄は、石油化学産業にとって、品質と効率を向上させ、エネルギーを節約し、排出量を削減し、従来の洗浄方法から新しい洗浄アプローチに移行するための理想的な手段です。さらに、石油化学装置をレーザー洗浄した後も、その後の処理にレーザー技術を選択できるため、完全なレーザーベースの処理ソリューションが可能になります。-