مقدمه :
برج‌های سینی‌دار (Tray Towers) از اجزای حیاتی در واحدهای متانول، به‌ویژه در بخش‌های تقطیر و شستشوی گاز، محسوب می‌شوند. این برج‌ها وظیفه جدا سازی اجزای مختلف مخلوط گازی و مایع را بر عهده دارند. سینی‌ها با ایجاد سطح تماس وسیع، انتقال جرم و انتقال حرارت بین فازهای گاز و مایع را امکان‌پذیر می‌سازند. در پتروشیمی پارس جنوبی، با توجه به ظرفیت بالا و تداوم عملیات، سینی‌های برج‌ها در معرض عوامل مخرب مختلفی قرار دارند که در نهایت منجر به کاهش راندمان و نیاز به تعمیر یا تعویض می‌شوند.
دلایل اصلی نیاز به تعمیر یا تعویض سینی‌ها:
خوردگی (Corrosion): مهمترین عامل تخریب سینی‌ها است. محیط برج‌های متانول حاوی ترکیبات خورنده مانند CO₂، H₂S، اسیدهای آلی (مانند اسید فرمیک) و رطوبت است. این عوامل به‌ویژه روی سینی‌های فولاد کربنی و حتی در برخی موارد آلیاژهای استنلس استیل تأثیر گذاشته و باعث نازک شدن ورق، ایجاد حفره و در نهایت پارگی می‌شوند.
رسوب‌گذاری (Fouling): تشکیل رسوبات نمکی، کاتالیست‌های فرسوده، پلیمرها و سایر آلاینده‌ها بر روی سینی‌ها و دریچه‌ها (در سینی‌های Valve) یا سوراخ‌ها (در سینی‌های Sieve) باعث مسدود شدن مسیرهای جریان گاز و مایع می‌شود. این امر افت فشار برج را به شدت افزایش داده و ظرفیت پردازش را کاهش می‌دهد.
تخریب مکانیکی (Mechanical Damage): بارهای عملیاتی نامناسب، ضربات هیدرولیکی (Water Hammer)، ارتعاشات ناشی از جریان سیال (Flooding) و خطاهای نصب می‌توانند باعث تغییر شکل سینی‌ها (Deformation)، شکستن قطعات نگهدارنده و یا حتی کنده شدن دریچه‌ها شوند.
خستگی فلز (Metal Fatigue): سیکل‌های مکرر راه‌اندازی و توقف واحد (Start-up & Shutdown)، نوسانات دما و فشار، در درازمدت باعث ایجاد ترک‌های ناشی از خستگی در نواحی تحت تنش مانند جوش‌ها و اتصالات می‌شود.
فرآیند تعمیر و تعویض سینی‌ها:
این فرآیند یک عملیات بسیار تخصصی و پرخطر است که نیاز به برنامه‌ریزی دقیق، نیروی متخصص و رعایت کامل مقررات ایمنی دارد.
مرحله اول: توقف واحد و آماده‌سازی برج (Shutdown & Preparation):
توقف ایمن واحد (Safe Shutdown): ابتدا برج به طور کامل از مواد اولیه تخلیه، با گاز بی‌اثر (مانند نیتروژن) پاکسازی (Purging) و سپس تحت عملیات تهویه و گازسنجی (Air Venting & Gas Testing) قرار می‌گیرد تا اطمینان حاصل شود که فضای داخلی عاری از مواد سمی و قابل اشتعال و دارای اکسیژن کافی است.
بازکردن منافذ دسترسی (Manway Opening): پس از ایزوله کردن برج، درپوش‌های دسترسی (Manways) باز می‌شوند.
بازرسی اولیه و مستندسازی (Initial Inspection & Documentation): قبل از هرگونه عملیات، از وضعیت داخلی برج و سینی‌ها عکس‌برداری و فیلم‌برداری می‌شود. گزارش دقیقی از نوع، شدت و محل آسیب‌ها تهیه می‌گردد.
مرحله دوم: بازرسی و عیب‌یابی دقیق (Detailed Inspection & Diagnosis):
بازدید چشمی (Visual Inspection): کارشناسان فنی با ورود به داخل برج، هر سینی را به دقت بررسی می‌کنند. مواردی مانند میزان خوردگی، وجود رسوب، تغییر شکل، وضعیت جوش‌ها، سلامت دریچه‌ها و میزان تراز بودن سینی‌ها کنترل می‌شود.
آزمایش‌های غیرمخرب (NDT): برای ارزیابی دقیق‌تر، از روش‌هایی مانند:
اولتراسونیک (Ulasonic Testing): برای اندازه‌گیری ضخامت باقیمانده ورق سینی‌ها.
پنترانت (Liquid Penetrant Testing): برای شناسایی ترک‌های سطحی.
ذرات مغناطیسی (Magnetic Particle Testing): برای یافتن عیوب زیرسطحی در مواد فرومغناطیس.
نمونه‌برداری از رسوبات (Deposit Sampling): نمونه‌ای از رسوبات برای آنالیز آزمایشگاهی برداشته می‌شود تا علت تشکیل و راهکارهای جلوگیری از آن مشخص شود.
مرحله سوم: اجرای عملیات تعمیر یا تعویض (Execution of Repair/Replacement):
تعمیرات (Repair):
پاکسازی سینی‌ها (Cleaning): با استفاده از روش‌های مکانیکی (سندبلاست، برس‌زنی) یا هیدروژنی (واتر جت با فشار بالا) رسوبات پاک می‌شوند.
تعمیر موضعی (Patch Repair): برای قسمت‌های موضعی که دچار خوردگی شده‌اند، وصله (Patch) از جنس همان ماده یا بهتر (مثلاً استنلس استیل ۳۱۶L) برش داده شده و با جوشکاری با کیفیت (TIG/GTAW) نصب می‌شود.
صاف کردن سینی‌های تغییر شکل یافته (Straightening): در صورت امکان، سینی‌های تغییر شکل داده شده با ابزار مکانیکی صاف می‌شوند.
تعویض دریچه‌های آسیب‌دیده (Valve Replacement): دریچه‌های شکسته یا فرسوده به طور کامل تعویض می‌شوند.
تعویض کامل (Replacement):
در مواردی که میزان خوردگی بیش از حد مجاز باشد (معمولاً بیش از ۵۰٪ کاهش ضخامت) یا آسیب مکانیکی گسترده باشد، سینی به طور کامل تعویض می‌شود.
سینی‌های جدید بر اساس طراحی اولیه و با در نظر گرفتن موارد بهینه‌سازی (مانند استفاده از آلیاژهای مقاوم‌تر مانند Duplex Stainless Steel یا اعمال پوشش‌های ضدخوردگی) ساخته می‌شوند.
نصب سینی‌های جدید با دقت میلیمتری و با رعایت تراز دقیق انجام می‌شود. فاصله بین سینی و بدنه برج (Seal Pan) باید به درستی آب‌بندی شود تا از عبور گاز از کنار سینی (By-pass) جلوگیری گردد.
مرحله چهارم: بازرسی نهایی و راه‌اندازی (Final Inspection & Commissioning):
پس از اتمام کار، یک بازرسی نهایی مطابق با کدهای استاندارد مانند ASME انجام می‌شود.
برج از نظر آب‌بندی و استحکام تحت آزمایش هیدرواستاتیک (Hydrostatic Test) یا تست فشار با گاز بی‌اثر قرار می‌گیرد.
در نهایت، پس از اطمینان از سلامت کامل، برج برای راه‌اندازی مجدد واحد آماده می‌شود.
ملاحظات کلیدی در برج های متانول سازی:
انتخاب مواد (Material Selection): با توجه به شرایط خورنده، استفاده از آلیاژهای با گرید بالاتر مانند SS 316L به جای SS 304 یا آلیاژهای دوپلکس می‌تواند طول عمر سینی‌ها را به طور چشمگیری افزایش دهد.
مدیریت زمان توقف (Turnaround Management): برنامه‌ریزی فشرده و دقیق برای به حداقل رساندن زمان توقف واحد (Shutdown) که مستقیماً بر سودآوری تأثیر دارد، امری حیاتی است.
ایمنی (Safety): رعایت پروتکل‌های سختگیرانه ایمنی کار در فضای بسته (Confined Space Entry)، کار در ارتفاع و جوشکاری در محیط‌های حساس، اولویت مطلق است.
نتیجه‌گیری:
تعمیر و تعویض سینی‌های برج‌های واحد متانول، یک سرمایه‌گذاری ضروری برای حفظ ایمنی، پایداری عملیات و دستیابی به راندمان طراحی شده است. انجام این فرآیند با بهره‌گیری از مهندسی دقیق، بازرسی‌های منظم و استفاده از تکنولوژی‌های روز، به پتروشیمی پارس جنوبی اجازه می‌دهد تا ضمن کاهش هزینه‌های عملیاتی در بلندمدت، جایگاه خود را به عنوان یک تولیدکننده پیشرو در بازار جهانی متانول حفظ نماید.