Systematic approach to cell room piping material selection in chlor-alkali process
Ahokas, Ville (2017)
Diplomityö
Ahokas, Ville
2017
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201709068504
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201709068504
Tiivistelmä
The intermediate and end-products of Joutseno chlor-alkali plant’s cell room subject the pipelines to a corrosive environment. There are distinguishable corrosion failures that repeat at a certain frequency from pipeline renewal. The failure mechanisms and failure rates of these pipelines have not been determined in detail. There is a lack of a systematic pipeline material selection strategy at Joutseno plant.
The aim of this Master’s thesis is to examine why the pipeline materials currently in use do not withstand the corrosion atmosphere in the cell room, to find previously unused piping materials that are not in widespread use in chlor-alkali process industry that could be used for cell room process piping and to create a systematic approach to piping material selection for Joutseno chlor-alkali plant’s cell room. The material selection strategy aims to find the optimal pipeline materials for different chemical mediums with lowest possible lifecycle costs, taking into consideration also the health and safety hazards and to minimize the damage caused to the environment by pipeline material production and use.
The work was mainly conducted as a literary review using scientific articles and Joutseno plant’s SAP PM Database. The validity of results was improved by using triangulation method. The following results were gathered: a systematic approach to piping material selection was developed, the optimal materials for all cell room media were selected and previously unused pipeline materials were found. Material selection for chemical pipelines is always a case-by-case process where the legislation concerning the country in question applies. Multiple subjects linked to the subject of the thesis that need further research were found. Joutsenon kloori-alkalitehtaan kennosalin tuottamat väli- ja lopputuotteet aiheuttavat putkistoille korroosioympäristön. Kennosalin putkistoissa esiintyy korroosiovaurioita, jotka toistuvat tietyllä tiheydellä putkiuusinnoista. Näiden putkistojen vauriomekanismeja ja -tiheyttä eivät ole määritelty tarkasti. Joutsenon kloori-alkalitehtaalla ei ole tällä hetkellä käytössä putkistomateriaalin valintastrategiaa.
Tämän diplomityön tavoittena on selvittää miksi nykyiset putkistomateriaalit eivät kestä kennosalin putkistoissa vaikuttavia olosuhteita; löytyykö markkinoilta kloori-alkaliteollisuudessa entuudestaan käyttämättömiä putkistomateriaaleja, joita voidaan käyttää kennosalin putkistoissa sekä luoda prosessi putkistomateriaalien optimaaliseen valintaan. Putkistomateriaalin valintastrategialla pyritään minimoimaan elinkaarikustannukset, parantamaan prosessiturvallisuutta ja minimoimaan ympäristölle aiheutuvat vahingot putkimateriaalin valmistuksen ja käytön aikana.
Työ suoritettiin pääosin kirjallisuustutkimuksena käyttäen hyödyksi tieteellistä lähdemateriaalia ja Joutsenon tehtaan SAP PM tietokantaa. Tulosten oikeellisuus pyrittiin varmistamaan käyttämällä triangulaatiota. Tuloksiksi saatiin putkistomateriaalin valintastrategia, optimaaliset materiaalit kaikille väliaineille ja löydettiin useita laajalti käyttämättömiä putkistomateriaaleja. Optimaalisen putkistomateriaalin valinta on aina tapauskohtainen prosessi, jossa on noudatettava kemikaaliputkistoja koskevaa kohdemaan lainsäädäntöä. Löydettiin myös useita tutkimuksen aihepiiriin liittyviä jatkotutkimusaiheita.
The aim of this Master’s thesis is to examine why the pipeline materials currently in use do not withstand the corrosion atmosphere in the cell room, to find previously unused piping materials that are not in widespread use in chlor-alkali process industry that could be used for cell room process piping and to create a systematic approach to piping material selection for Joutseno chlor-alkali plant’s cell room. The material selection strategy aims to find the optimal pipeline materials for different chemical mediums with lowest possible lifecycle costs, taking into consideration also the health and safety hazards and to minimize the damage caused to the environment by pipeline material production and use.
The work was mainly conducted as a literary review using scientific articles and Joutseno plant’s SAP PM Database. The validity of results was improved by using triangulation method. The following results were gathered: a systematic approach to piping material selection was developed, the optimal materials for all cell room media were selected and previously unused pipeline materials were found. Material selection for chemical pipelines is always a case-by-case process where the legislation concerning the country in question applies. Multiple subjects linked to the subject of the thesis that need further research were found.
Tämän diplomityön tavoittena on selvittää miksi nykyiset putkistomateriaalit eivät kestä kennosalin putkistoissa vaikuttavia olosuhteita; löytyykö markkinoilta kloori-alkaliteollisuudessa entuudestaan käyttämättömiä putkistomateriaaleja, joita voidaan käyttää kennosalin putkistoissa sekä luoda prosessi putkistomateriaalien optimaaliseen valintaan. Putkistomateriaalin valintastrategialla pyritään minimoimaan elinkaarikustannukset, parantamaan prosessiturvallisuutta ja minimoimaan ympäristölle aiheutuvat vahingot putkimateriaalin valmistuksen ja käytön aikana.
Työ suoritettiin pääosin kirjallisuustutkimuksena käyttäen hyödyksi tieteellistä lähdemateriaalia ja Joutsenon tehtaan SAP PM tietokantaa. Tulosten oikeellisuus pyrittiin varmistamaan käyttämällä triangulaatiota. Tuloksiksi saatiin putkistomateriaalin valintastrategia, optimaaliset materiaalit kaikille väliaineille ja löydettiin useita laajalti käyttämättömiä putkistomateriaaleja. Optimaalisen putkistomateriaalin valinta on aina tapauskohtainen prosessi, jossa on noudatettava kemikaaliputkistoja koskevaa kohdemaan lainsäädäntöä. Löydettiin myös useita tutkimuksen aihepiiriin liittyviä jatkotutkimusaiheita.