Protection contre la Corrosion au CO₂ dans les Systèmes Amines « Sweet »
Corrosion des Colonnes de Stripping de CO₂ et des Appareils à Amine « Sweet »
Dans les colonnes de stripping de CO₂ et les systèmes de traitement à l’amine « sweet », la majorité des phénomènes de corrosion sont liés au dégagement de CO₂ et à l’attaque subséquente des surfaces métalliques de base. Les zones de température élevée et de forte chute de pression sont les plus exposées, car la corrosion étant une réaction chimique, l’élévation de la température accélère toujours l’activité corrosive.
IGS a réalisé de nombreuses applications sur des appareils sous pression où nous renforçons le métal de base avec un alliage résistant à la corrosion (CRA) afin d’atténuer toute dégradation future. Les matériaux de revêtement HVTS® d’IGS sont des alliages NiCrMo modifiés, conçus spécifiquement pour contrer les mécanismes d’érosion et de corrosion générale dans ce flux de procédé. Nous appliquons notre revêtement en alliage résistant à la corrosion sur site lors des arrêts programmés dans les usines chimiques et les raffineries du monde entier.
Corrosion des Colonnes de Stripping de CO₂ dans l’Industrie des Engrais
Les systèmes à amine utilisés par les installations des industries chimique, pétrochimique et agrochimique pour la production de gaz de synthèse et d’ammoniac sont considérés comme « sweet ». Ces systèmes traitent uniquement du CO₂ ou une proportion significativement plus élevée de CO₂ que de H₂S.
La corrosion représente près de la moitié de toutes les défaillances observées dans les services à amine « sweet » ; le coût individuel des pertes de production varie de 250 000 $ à 250 millions de dollars. Environ la moitié de ces incidents de corrosion surviennent dans les zones les plus chaudes de l’usine : le réchauffeur (reboiler) et le bas du régénérateur ou stripper d’amine. Les usines « sweet » subissent généralement une corrosion sévère sur les refroidisseurs d’amine pauvre, les pompes, la tuyauterie et la colonne d’absorption ou de contact. Le phénomène de sous-stripping se produit lorsqu’une grande partie du H₂S/CO₂ contenu dans l’amine riche est libérée dans le réchauffeur du régénérateur plutôt que dans la colonne.
Le sous-stripping est la cause opérationnelle la plus fréquente de la corrosion dans les systèmes à amine. Il est souvent auto-infligé, résultant du manque de traitement de l’encrassement dans les réchauffeurs (reboilers) et les échangeurs pauvre/riche, ainsi que de campagnes d’économie d’énergie trop agressives.
Certaines zones des usines à amine sont plus vulnérables à la corrosion par le dioxyde de carbone que d’autres (voir Figure 1 ci-dessous) et sont donc souvent construites en alliages résistants à la corrosion (CRA), tels que l’acier inoxydable. Ces zones comprennent :
- La colonne de stripping de CO₂, en particulier la section supérieure et la ligne de gaz de tête
- Le faisceau tubulaire de l’échangeur de chaleur pauvre/riche
- Le faisceau tubulaire du réchauffeur (reboiler)
- Le condenseur de reflux
- La vanne de détente du solvant riche et la tuyauterie subséquente vers le stripper
Stratégies d’Atténuation de la Corrosion dans le Traitement à l’Amine « Sweet »
De nombreuses unités à amine ont, dans leur conception initiale, le dôme supérieur et la partie haute du régénérateur ou de la colonne de stripping de CO₂ revêtus d’acier inoxydable. Toutefois, le contrôle des procédés et les changements dans l’alimentation entraînent généralement l’apparition de corrosion dans d’autres zones de la colonne, souvent juste en dessous de la section revêtue.
La nature et la forme du mécanisme de corrosion se traduisent fréquemment par une attaque localisée par piqûres de CO₂, avec des vitesses de corrosion élevées qui peuvent rapidement consommer la surépaisseur de corrosion prévue et compromettre l’intégrité de la colonne de stripping de CO₂, nécessitant une intervention et une réparation mécanique pour rétablir la limite de pression.
En dehors des considérations opérationnelles, plusieurs stratégies d’atténuation ou de réparation de la corrosion par le dioxyde de carbone ont historiquement été mises en œuvre lorsqu’une perte interne de la virole se produit. Parmi les options mécaniques figurent l’installation de colliers et bouchons temporaires, le remplacement de sections de l’appareil et l’application de rechargements soudés internes.
Le temps requis pour ces solutions, ajouté au traitement thermique post-soudage (PWHT) nécessaire pour éliminer les zones affectées thermiquement (ZAT), ainsi qu’aux contraintes de support structurel, impose souvent des arrêts prolongés et entraîne des pertes de production associées. Les limitations de compatibilité chimique et de température ont empêché l’utilisation efficace des revêtements organiques.
Gestion de la Corrosion dans les Procédés à Amine grâce à la Barrière Anticorrosion HVTS® 5000 d’IGS
IGS possède un historique éprouvé de plus de 20 ans d’expérience opérationnelle dans la prévention de la corrosion interne de ces actifs critiques. Depuis 2001, IGS a protégé plus de 100 colonnes à amine pour des usines chimiques, pétrochimiques et des raffineries à travers le monde, en appliquant en interne plus de 3 000 m² de revêtement sur acier.
Étude de Cas : HVTS® Stoppe la Corrosion d’un Stripper à Eau
En plus de fournir une solution éprouvée pour arrêter l’amincissement du métal et figer l’état interne de ces unités de procédé essentielles, IGS possède une expérience inégalée dans l’application sur site/en exploitation (brownfield) du HVTS®, réalisée lors d’arrêts programmés ou de grands arrêts sur des applications critiques.
L’installation d’un revêtement HVTS® série 5000 d’IGS préserve l’intégrité des actifs à long terme, augmente la disponibilité des équipements, prolonge la durée de vie des appareils, réduit les coûts de maintenance récurrents, les besoins d’intervention, l’ampleur des arrêts programmés et les périodes d’indisponibilité des procédés à amine.
Fiabilité du Revêtement HVTS® d’IGS dans les Colonnes de Stripping de CO₂
IGS contrôle et surveille rigoureusement ses standards d’application à travers des protocoles stricts de contrôle qualité et des procédures d’inspection. De plus, IGS génère un relevé électronique d’épaisseur grâce à des mesures électromagnétiques effectuées sur une grille de référence définie dans la zone revêtue.
Ce registre est utilisé pour les inspections futures et la vérification de l’intégrité du revêtement interne. Nous avons également développé des technologies d’inspection supplémentaires permettant la vérification externe et en ligne de l’état du revêtement par balayage à travers la paroi de l’appareil.
Les systèmes de revêtement HVTS® série 5000 d’IGS peuvent être inspectés visuellement pour détecter tout signe de détérioration. Il n’est pas nécessaire d’utiliser un nettoyage haute pression, un sablage ou un grattage mécanique pour procéder aux inspections.
Contrairement aux systèmes de revêtements organiques, les revêtements métalliques HVTS® offrent une solution robuste, durable et de longue durée, avec une grande ténacité mécanique, une résistance à l’abrasion et une large plage de températures et de pressions de service. Ils résistent au dégazage vapeur et aux procédés de nettoyage des appareils. Cela réduit considérablement le coût du cycle de vie et permet d’allonger les intervalles d’inspection requis, diminuant encore davantage les temps d’arrêt.
Expérience d’IGS dans la Lutte contre la Corrosion Interne des Appareils Chimiques
IGS a réalisé des centaines de milliers de mètres carrés d’applications internes HVTS® sur des équipements de procédé critiques, avec plusieurs décennies de succès. Ce succès repose sur des caractéristiques qu’IGS a développées et qui sont inhérentes à notre technologie, nos produits et nos services, constituant les fondements essentiels des performances réussies des applications de projection thermique à grande vitesse (HVTS®) sur de tels équipements internes critiques.
Grâce aux travaux réalisés par le groupe de solutions technologiques d’IGS en collaboration avec de nombreuses installations industrielles de premier plan, les matériaux et procédés sélectionnés pour ces projets ont montré d’excellents résultats, tant lors d’essais approfondis effectués dans les conditions réelles de procédé que lors de nombreuses applications sur site.
Le laboratoire interne ultramoderne et le centre de recherche d’IGS offrent à nos clients les prévisions les plus précises sur les performances de toute application sur site. Regardez cette vidéo pour en savoir plus.
Protection Anticorrosion sur Site des Appareils à Amine
La protection avancée d’IGS appliquée aux équipements de procédé critiques, y compris les colonnes de stripping de CO₂ et les unités de traitement à l’amine « sweet », réduit les pertes de production, un facteur de coût majeur pour une usine d’ammoniac. L’utilisation d’alliages de haute noblesse résistants à la corrosion, appliqués avec le procédé HVTS® d’IGS, est considérée comme plus économique que les stratégies de rechargement soudé ou de remplacement de colonnes (les revêtements non métalliques ne sont généralement pas envisagés en raison de leur manque de fiabilité dans cet environnement corrosif).
La durabilité de la solution de réparation HVTS® d’IGS et la réduction de la maintenance future grâce à l’élimination de la corrosion récurrente génèrent une valeur significative. Les propriétaires d’usines chimiques ayant adopté cette technologie ont réalisé des économies allant de plusieurs millions à plusieurs dizaines de millions de dollars.
Étude de Cas : Corrosion Sévère d’une Colonne à Amine Figée Définitivement
Consultation gratuite avec un Expert IGS
IGS est là pour fournir des informations, répondre à vos questions et créer une solution efficace adaptée à vos besoins.