Sơn bồn bể kháng ure cải thiện hoạt động sản xuất phân bón như thế nào

Urê là nguồn phân đạm phổ biến nhất trên toàn cầu. Phân bón gốc urê không chỉ giúp tiết kiệm chi phí về lượng nitơ tạo ra trên một gam phân bón, mà còn có ít rủi ro hơn so với nitrat amoni.

Tuy nhiên, độ pH của urê trong dung dịch nước có thể trở thành nguồn ăn mòn tiềm ẩn khi được bảo quản, đặc biệt là khi được lưu trữ trong các bồn chứa dễ bị tích tụ hoặc ngưng tụ hơi ẩm bên trong. Đây là vấn đề cụ thể ở những vùng mà điều kiện khí hậu có thay đổi đáng kể – ví dụ như ở châu Á, Trung Đông và Bắc Mỹ – tạo ra sự khác biệt lớn về nhiệt độ giữa các bể chứa và chất chứa bên trong.

Do đó, cần phải đảm bảo các bể chứa bằng thép cacbon được lót bằng một lớp sơn phủ bảo vệ thích hợp để bảo vệ chất chứa bên trong, giữ bể nguyên vẹn và cho phép tối ưu hóa hiệu quả sản xuất. Tổn thất tài chính tiềm ẩn do buộc phải dừng hoạt động bể chứa để sửa chữa có thể rất nghiêm trọng; việc ngừng hoạt động (có kế hoạch trước hoặc ngoài kế hoạch) có thể khiên cơ sở tiêu tốn lên đến 12 triệu USD/ngày.

Nghiên cứu điển hình

Gần đây, một nhà sản xuất phân bón ở Trung Quốc đã liên hệ với Jotun nhằm tìm kiếm giải pháp sơn hiệu quả để lưu trữ urê lỏng trong một số bể chứa bằng thép carbon. Một loạt các thử nghiệm đã được thực hiện tại các phòng thí nghiệm của công ty để đánh giá khả năng kháng hóa chất ăn mòn của lớp phủ trong dung dịch urê 40% trong nước.

Tankguard Plus, Tankguard SF và Tankguard Zinc là các nhãn hiệu thuộc dòng sản phẩm TankFast của Jotun được lựa chọn cho mục đích thử nghiệm nhờ vào khả năng bảo vệ trước môi trường có độ pH cao và khả năng đưa bồn bể trở lại trạng thái vận hành nhanh chóng. Dòng sản phẩm này có khả năng kháng nhiều loại hóa chất trong một số ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất và lưu trữ phân bón.

Sản phẩm thử nghiệm 1: Tankguard Plus

Tankguard Plus hai thành phần là loại epoxy novalac cho phép thi công và đóng rắn sơn nhanh hơn tới 50%. Nó cung cấp khả năng chống hóa chất và nhiệt độ và cho phép bể chứa hoạt động trở lại sau năm ngày.

Sản phẩm thử nghiệm 2: Tankguard SF

Tankguard SF là sơn gốc novolac epoxy không dung môi, có thể thi công trên nền ướt, đem tới hai lớp bảo vệ với thời gian thi công tương đương chỉ một lớp sơn. Nó có khả năng chống chịu tốt với nhiều loại hóa chất và có thể được thi công ở độ dày màng sơn từ 150 micromet (μm) đến 500 μm.

Sản phẩm thử nghiệm 3: Tankguard Zinc

Cuối cùng, Tankguard Zinc là loại sơn phủ kẽm vô cơ silicat. Tankguard Zinc được sử dụng như một hệ thống lớp phủ duy nhất và tuân theo tiêu chuẩn bụi kẽm loại II ASTM D520. Nó cung cấp khả năng chống hóa chất nhanh hơn 60% so với sơn phủ epoxy mà không có bất kỳ khe nứt bùn nào.

Việc lựa chọn sơn phủ cũng sẽ quyết định tốc độ đưa bể chứa trở lại trạng thái vận hành.

Điều kiện thử nghiệm

Ban đầu, khách hàng yêu cầu các sản phẩm được thử nghiệm ở 20ºC, nhưng quyết định tăng nhiệt độ lên 40ºC để tăng tính ăn mòn trong các thử nghiệm và xác định xem sản phẩm có khả năng chống chịu hay không.

Các tấm thép carbon nhẹ có kích thước rộng 75 mm, cao 150 mm, với độ dày 1,5 mm, được sử dụng cho các thử nghiệm. Hai tấm được phủ hai lớp sơn Tankguard Plus, mỗi lớp 125 μm với tổng độ dày 250 μm, một tấm được phủ sơn Tankguard SF với độ dày 400 μm và một tấm được phủ bằng sơn Tankguard Zinc với độ dày 100 μm.

Tiêu chuẩn thử nghiệm ISO 4628 được sử dụng để chỉ rõ tác động lên lớp phủ trong khi lưu trữ urê, với việc kiểm tra cụ thể mức độ phồng rộp, nứt vỡ và rỉ sét.

Các tấm được đặt trong các lọ riêng biệt có chứa 40% dung dịch urê trong nước: 50% của mỗi tấm được ngâm trong dung dịch trong khi 50% phần không ngâm đóng vai trò như một phép thử đối với tác động của khí gây ra bởi sự phân hủy của urê. Tuy nhiên, không xác định xuất hiện khí gas.

Những chiếc bình này được bảo quản trong chín tháng trong lò ở nhiệt độ 40ºC. Các tấm được kiểm tra hàng tuần trong tháng đầu tiên và sau đó mỗi tháng một lần để theo dõi tác động.

Kết quả

Vào cuối thời gian bảo quản, tất cả các sản phẩm đều không bị phồng rộp, nứt vỡ và rỉ sét. Tấm kẽm có tích tụ muối kẽm nhưng đây là điều bình thường và không ảnh hưởng đến mức độ kháng hóa chất do lớp phủ cung cấp. Thực tế, muối kẽm làm chậm phản ứng ăn mòn của lớp sơn phủ và có thể hoạt động như một lớp bảo vệ chống lại urê và khả năng ăn mòn. Quá trình hình thành muối xảy ra trong vài ngày đầu tiên của thử nghiệm nhưng nhanh chóng ổn định và không tác động tiêu cực đến urê, lớp sơn phủ hoặc thép cacbon.

Dữ liệu 1: Kết quả thử nghiệm với Tankguard Plus
Dữ liệu 2: Kết quả thử nghiệm với Tankguard SF và Tankguard Zinc (Trái-Phải)

Một thay đổi khác được ghi nhận là sự đổi màu nhẹ của tấm thép phủ sơn Tankguard SF, tuy nhiên không ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ của sơn.

Điều kiện trong phòng thí nghiệm không bao giờ có thể tái tạo hoàn toàn những điều kiện thực tế tại cơ sơ, chẳng hạn như sự thay đổi nhiệt độ có thể xảy ra. Tuy nhiên, qua thử nghiệm đã chứng minh rằng sản phẩm có khả năng bảo vệ khi ngâm trong dung dịch 40% urê trong nước ở nhiệt độ vận hành cao gấp đôi nhiệt độ vận hành do khách hàng yêu cầu, do đó thích hợp để lót các bể chứa bằng thép dùng để chứa urê.

Các giải pháp thay thế

Có một số lựa chọn lớp lót bể chứa thay thế. Cuối cùng, hai câu hỏi mà các cơ sở cần tự đặt ra là: cần bảo vệ bể chứa và sản phẩm khỏi các tác động nào; và đâu là lựa chọn khả thi nhất về mặt thương mại? Nếu yếu cầu bể chứa lớn, bể chứa bằng bằng thép cacbon sẽ mang lại lợi ích nhất về mặt thương mại, do đó, bể chứa và các chất chứa bên trong phải được bảo vệ bằng lớp sơn mặt trong.

Các bể chứa nhỏ có thể có những lựa chọn khác. Ví dụ với bồn chứa làm từ thép không rỉ hoặc vật liệu nhựa gia cường vảy thủy tinh (GRP). Thép không rỉ có khả năng chống lại hầu hết các loại hóa chất – với halogen là ngoại lệ phổ biến nhất – và thường không yêu cầu lớp sơn mặt trong. Tuy nhiên, đây là loại vật liệu rất đắt đỏ khi so sánh với thép carbon sử dụng lớp sơn lót thích hợp. Bể chứa bằng thép không gỉ cũng khó xây dựng hơn, do độ cứng của vật liệu và các hạn chế về vật liệu được sử dụng khi hàn và xử lý nhiệt. Điều này tất nhiên sẽ ảnh hưởng đến chi phí nhân công trong quá trình xây dựng.

Bể chứa GRP thường được sử dụng để chứa nước, mặc dù một số loại nhựa có khả năng chịu được axit và trong trường hợp bể chứa nhỏ, có một số tùy chọn bể chứa bằng GRP không yêu cầu lớp sơn mặt trong. Vật liệu này cũng đắt hơn thép carbon. Và cần phải đảm bảo rằng nhựa hoặc polymer được sử dụng có chất lượng để đảm bảo bể không bị hư hại trong thời gian sử dụng dự kiến. Ngoài ra, bể GRP thường chỉ có thể được sử dụng để lưu trữ hóa chất nhất định, do đó hạn chế tính linh hoạt trong việc sử dụng bể.

Đối với tất cả các bể chứa và vật chứa bên trong, cần phải đảm bảo chúng sẽ được bảo vệ đầy đủ.

Bảo dưỡng bể chứa: đảm bảo bảo vệ bể chứa đúng cách

Trong số nhiều nhu cầu trong quá trình vận hành một cơ sở hạ tầng, việc cân nhắc những phương án hữu hiệu nhất để bảo vệ và duy trì chất lượng mặt trong bồn bể có thể không được coi là ưu tiên hàng đầu. Nhưng đó nên được xem là một ưu tiên - và đây là lý do.

4 lưu ý khi xây dựng bể chứa mới

Xây dựng bể chứa mới đặt ra nhiều thách thức, nhưng những thách thức này có thể được khắc phục sớm trong quá trình xây dựng – từ đó tiết kiệm thời gian và tiền bạc khi bể chứa đi vào vận hành.

Giải pháp TankFast mới thay đổi thời gian quay vòng cho các bể chứa

Thông cáo báo chí: Sandefjord, Na Uy – Jotun, một trong những công ty hàng đầu thế giới về sơn và chất phủ, đang cho ra mắt TankFast, dòng sơn mặt trong bồn bể được chế tạo với khả năng kháng hóa chất ăn mòn, cho phép bể chứa quay lại vận hành với tốc độ nhanh chóng tối đa, đáp ứng công tác tại các nhà máy tinh luyện, hóa dầu và công nghiệp hóa chất.