Chưa được phân loại

Vòng thảo luận quan trọng nhất của Hội nghị đàm phán liên chính phủ (INC-4) đã diễn ra tại Ottawa, Canada, nhằm xây dựng một khung pháp lý quốc tế đầu tiên về ô nhiễm nhựa. Mục tiêu của cuộc hội nghị là đạt được thỏa thuận toàn cầu vào cuối năm 2024 tại Busan, Hàn Quốc.

Tuy nhiên, sau 3 vòng đàm phán, vẫn chưa có sự thống nhất về cách tiếp cận toàn diện để giải quyết vấn đề ô nhiễm nhựa, từ sản xuất đến thải bỏ. Mặc dù có sự ủng hộ mạnh mẽ từ hơn 130 quốc gia yêu cầu các công ty nhựa công bố lượng nhựa đang sản xuất và các loại hóa chất sử dụng, nhưng các vấn đề về hạn chế sản xuất và sử dụng nhựa vẫn chưa được giải quyết.

Các nhóm môi trường, như Greenpeace, đang đề xuất giảm 75% sản lượng nhựa vào năm 2040 như một biện pháp kiểm soát rác thải nhựa. Tuy nhiên, quan điểm này gặp phản đối từ các quốc gia xuất khẩu dầu mỏ và sản phẩm hóa dầu, vì họ cho rằng cần tập trung vào tái chế và tái sử dụng nhựa.

Trong bối cảnh này, Việt Nam, một quốc gia đang phát triển, đã tham gia đàm phán INC-4 với sự ủng hộ mạnh mẽ đối với thỏa thuận toàn cầu. Tuy nhiên, Việt Nam cũng nhấn mạnh cần có sự phân biệt và hỗ trợ phù hợp để đảm bảo rằng các biện pháp đối phó với ô nhiễm nhựa không gây áp lực quá lớn đối với các nước đang phát triển.

Cuộc chiến chống ô nhiễm nhựa vẫn còn nhiều thách thức, nhưng sự thống nhất và hợp tác toàn cầu là chìa khóa để giải quyết vấn đề này và bảo vệ môi trường cho thế hệ tương lai. Hãy tiếp tục theo dõi những phát triển mới nhất về cuộc đấu tranh này.

Vết nứt do ứng suất nghỉ (SRC) gây ra mối đe dọa đáng kể đối với tính toàn vẹn của các thiết bị ở nhiệt độ cao và gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với lõi thép không gỉ austenit và hợp kim gốc niken, vật liệu chính của vô số ngành công nghiệp. SRC tạo ra các vết nứt, âm thầm làm tổn hại đến vật liệu và có khả năng dẫn đến những vết nứt.

Hành trình vi mô của SRC

Giai đoạn đã được thiết lập: Nhiệt độ cao và ứng suất dư. ِِHợp kim Austenit trong lò sử dụng hoặc trải qua quá trình xử lý nhiệt độ cao sau hàn. Những điều kiện này, mặc dù rất quan trọng nhưng lại để lại di chứng về những căng thẳng nội bộ và khả năng tàn phá.

Sự ‘’nghỉ’’ bắt đầu. Theo thời gian, những ứng suất này giảm ứng suất phụ thuộc vào thời gian khi chúng đạt đến trạng thái cân bằng bên trong, đặc biệt là ở các vùng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ), nơi cấu trúc vi mô thay đổi. Khi ứng suất giãn ra, vật liệu sẽ tích tụ sức căng không đàn hồi, góp phần gây ra nguy cơ nứt.

Hai con đường dẫn đến vết nứt: Trượt ranh giới hạt và nứt rạn. Tùy thuộc vào loại và cấu trúc vi mô của hợp kim, SRC diễn ra theo hai đường dẫn chính:

• Trượt ranh giới hạt: Trong các hợp kim ổn định, các “kết tủa” cực nhỏ củng cố phần bên trong hạt trong khi khiến ranh giới hạt tương đối yếu. Khi căng thẳng giảm bớt, những ranh giới yếu đi này trượt vào nhau, có khả năng vượt quá khả năng chịu đựng và tạo ra các vết nứt.
• Gãy nứt: Trong các hợp kim không ổn định, một quá trình được gọi là “sự nhạy cảm” làm suy yếu ranh giới hạt do sự hình thành các cacbua giữa các hạt. Khi giảm bớt ứng suất gây ra sức căng, các ranh giới giòn này dễ dàng bị uốn cong, tạo thành các vết nứt. Nếu biến dạng tích lũy vượt quá khả năng chịu đựng của vật liệu, SRC sẽ tiến tới hình thành vết nứt vĩ mô, đặc biệt là ở các vùng HAZ dễ bị nứt.

Nứt và lan truyền. Nếu vật liệu không thể thích ứng với biến dạng không đàn hồi tích tụ, lan truyền từ từ sẽ đạt đến đỉnh điểm là vết nứt toàn diện, thường ở các vùng HAZ hạt thô. Những vết nứt này có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của thiết bị, đòi hỏi phải sửa chữa tốn kém và có khả năng gây nguy hiểm cho toàn bộ hoạt động.

Trường hợp hợp kim Cr-Ni:

Hợp kim Cr-Ni là những ứng dụng khổng lồ ở nhiệt độ cao. Theo truyền thống, phương pháp xử lý chế tạo tiêu chuẩn sẽ xác định kích thước hạt của chúng, phù hợp với nhiệm vụ của chúng. Tuy nhiên, trải nghiệm đã bộc lộ một lỗ hổng. Khi được xử lý nhiệt sau khi tạo hình nguội, các hợp kim này trở nên dễ bị ảnh hưởng SRC. Cấu trúc hạt thô dễ dàng cho sự lan truyền vết nứt.

Cấu trúc vi mô và kích thước hạt: Những tác nhân chính chống lại SRC

Chống lại SRC xoay quanh việc điều khiển cấu trúc vi mô, đặc biệt là kích thước hạt. Các hạt mịn hơn, được nén chặt và có khả năng chống lại sự hình thành vết nứt cao hơn, hoạt động như một lá chắn chống lại vết nứt SRC. Ngược lại, các hạt lớn hơn, với độ rộng của chúng, dễ dàng khuếch đại quá trình nứt. Vì vậy, tối ưu hóa kích thước hạt thông qua chế độ xử lý nhiệt thích hợp trở nên tối quan trọng.

Ngoài kích thước hạt: Một cách tiếp cận toàn diện để phòng ngừa

Trong khi kích thước hạt chiếm vị trí trung tâm thì việc ngăn chặn SRC đòi hỏi một cách tiếp cận có hệ thống hơn. Các quy trình chế tạo, gia công nguội, hàn và xử lý nhiệt cuối cùng đều đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển và phân bố ứng suất của cấu trúc vi mô.

Chế tạo: Việc thiết lập và chế tạo ban đầu tạo tiền đề cho cấu trúc vi mô. Gia công nguội, trong khi tăng cường vật liệu, có thể tạo ra các ứng suất bên trong không mong muốn, có khả năng đóng vai trò là điểm xâm nhập của các vết nứt. Việc kiểm soát cẩn thận các quy trình chế tạo là rất quan trọng để giảm thiểu những lỗ hổng này.

Hàn: Nối, hàn, có thể tạo ra ứng suất dư và các biến thể cục bộ trong cấu trúc vi mô, cả hai đều là tác nhân tiềm năng của SRC. Việc lựa chọn kỹ thuật hàn thích hợp và xử lý nhiệt sau hàn có thể vô hiệu hóa các mối đe dọa này.

Xử lý nhiệt: Bước cuối cùng là xử lý nhiệt, tinh chỉnh cấu trúc vi mô và giảm bớt sự cạnh tranh. Tối ưu hóa nhiệt độ và thời gian trong giai đoạn quan trọng này có thể tạo nên lớp bảo vệ vững chắc chống lại SRC, đảm bảo tính toàn vẹn lâu dài của các thiết bị.

Về đo kiểm đường ống, chúng tôi có hệ thống Scale Checker kiểm tra cáu cặn đường ống. Được phát triển hoàn toàn từ nguồn lực Tập Đoàn Chugai Technos.

• Phân tích vật liệu cáu cặn bên trong đường ống dẫn nước, hóa chất, ống khói bằng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại.
• Cấu cặn đường ống dẫn nước, hóa chất,…
• Mụi than bám bên trong ống dẫn
• Phân tích tất cả các dạng phổ như XRD , FT-IR (IR) (Quang phổ hồng ngoại), EDX (Phổ tán sắc năng lượng tia X), NMR (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân), DT / TGA (Phân tích trọng lượng), LC / MS (Sắc ký lỏng ghép khối phổ), HPLC / MS, MS (Phổ khối), SEM (Kính hiển vi điện tử quét), TEM (Kính hiển vi điện tử truyền qua), … và phương pháp phân tích hóa lý nâng cao.

Nếu Quý khách hàng có nhu cầu phân tích cấu trúc và thành phần vật liệu, hãy gọi ngay đến Hotline: 0909-714-566 hoặc để lại thông tin TẠI ĐÂY để Chugai Technos nhanh chóng liên hệ để giải đáp các thắc mắc và hỗ trợ.

Vết nứt do ăn mòn ứng suất (SSC) và vết nứt do hydro gây ra (HIC) gây ra mối đe dọa đối với các vật liệu tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt có chứa hydro sunfua (H₂S) và các tác nhân gây hại khác. Trong khi các quy tắc và tiêu chuẩn thường đề cập đến nhiệt độ ngưỡng 150°C như một điểm làm giảm độ nhạy cảm, thì thực tế lại phức tạp hơn nhiều. Bài viết này đi sâu vào sự tương tác phức tạp giữa nhiệt độ, đặc tính vật liệu và các yếu tố môi trường.

Ở nhiệt độ cao hơn, hai hiệu ứng cạnh tranh ảnh hưởng đến hydro trong kim loại:

• Tăng khả năng khuếch tán: Như đã đề cập, nhiệt độ cao hơn thường làm tăng độ linh động của các nguyên tử và phân tử, bao gồm cả hydro. Điều này có thể dẫn đến sự khuếch tán hydro vào kim loại nhanh hơn.
• Tăng khả năng giải hấp: Nhiệt độ cao hơn cũng cung cấp nhiều năng lượng hơn cho các nguyên tử hydro đã có trong kim loại thoát ra (giải hấp) từ bề mặt kim loại trở lại môi trường.

Hiệu quả thực sự đối với tính nhạy cảm của SSC phụ thuộc vào sự cân bằng giữa hai yếu tố này:

Nếu tốc độ giải hấp vượt quá tốc độ khuếch tán, thì nồng độ hydro tổng thể trong kim loại có thể giảm, có khả năng làm giảm nguy cơ đạt đến mức tới hạn gây ra vết nứt. Kịch bản này phù hợp với một số quy tắc và lý luận tiêu chuẩn, đồng thời có thể giải thích tại sao độ nhạy SSC đôi khi giảm đi ở nhiệt độ cao hơn đối với sự kết hợp vật liệu và môi trường cụ thể.

Tuy nhiên, nếu mức tăng khuếch tán lớn hơn mức tăng giải hấp, thì nồng độ hydro trong kim loại vẫn có thể tăng, dẫn đến nguy cơ SSC hoặc HIC cao hơn. Điều này đặc biệt phù hợp với các vật liệu có độ khuếch tán hydro cao hoặc môi trường có hàm lượng hydro ban đầu cao.

Các con đường giao nhau: Các loài khác ảnh hưởng như thế nào đến hydro trong SSC và HIC

Trong khi hydro đóng vai trò trung tâm trong cả nứt do ăn mòn ứng suất (SSC) và nứt do hydro gây ra (HIC), tác động của nó bị điều chỉnh đáng kể bởi sự hiện diện của các loài gây hại khác trong môi trường, cụ thể là xyanua (CN) và clorua (Cl). Những tác nhân bổ sung này làm thay đổi sự sẵn có của hydro vì tác dụng có hại của nó, đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định tính nhạy cảm của vật liệu đối với các hiện tượng gây hại này.

Các nguyên tử hydro tham gia vào một phản ứng hóa học, tìm cách ghép đôi và thoát ra dưới dạng các phân tử H₂ tự do. Quá trình tái hợp tự nhiên này giúp kiểm soát nồng độ hydro. Tuy nhiên, CN đã gây ra một trở ngại trong công việc. Nó hoạt động như một chất độc, chiếm giữ các vị trí trên bề mặt kim loại nơi hydro thường kết hợp. Khi những vị trí này bị chặn, các nguyên tử hydro sẽ bị bỏ lại và có khả năng:

• Tăng nồng độ: Khi quá trình tái hợp bị cản trở, vẫn còn nhiều nguyên tử hydro khuếch tán sâu hơn vào kim loại, có khả năng đạt đến mức tới hạn gây ra vết nứt.

• Thúc đẩy sự cạnh tranh giữa các hạt: CN cũng có thể nhắm vào các ranh giới hạt của kim loại, làm suy yếu chúng và tạo điều kiện cho một loại vết nứt cụ thể gọi là cạnh tranh giữa các hạt, trong đó các vết nứt lan truyền dọc theo các đường đứt gãy bên trong.

Trong khi CN làm gián đoạn quá trình ghép đôi hydro thì Cl hoạt động giống như một chất xúc tác hơn, đẩy nhanh tác dụng gây hại của hydro. Đây là cách nó ảnh hưởng đến tình hình:

• Khuếch tán tăng cường: Cl có thể tạo thành phức chất với hydro, làm thay đổi đường khuếch tán của nó và có khả năng tăng tốc hành trình của nó vào kim loại. Điều này có nghĩa là hydro đạt đến nồng độ tới hạn nhanh hơn, làm tăng nguy cơ hình thành vết nứt.
• Sự lan truyền vết nứt khuếch đại: Ngay cả ở nồng độ hydro thấp hơn, Cl có thể thúc đẩy các vết nứt phát triển và lan rộng nhanh hơn. Điều này khiến Cl trở thành một mối đe dọa tiềm tàng, ngay cả khi nồng độ hydro có thể kiểm soát được.

Vì vậy, chỉ dựa vào ngưỡng 150°C là chưa đủ để đánh giá. Để đảm bảo sự an toàn và tính toàn vẹn của thiết bị, cần có một cách tiếp cận toàn diện:

•  Phân tích thành phần môi trường: Xác định không chỉ H₂S mà còn cả sự hiện diện và nồng độ của các ion mạnh như CN và Cl.
• Xem xét các điều kiện vận hành: Áp suất, biến động nhiệt độ và tác động cơ học có thể làm trầm trọng thêm ảnh hưởng của các yếu tố khác.
• Làm theo hướng dẫn của chuyên gia: Việc tư vấn từ các kỹ sư vật liệu hoặc chuyên gia về ăn mòn là rất quan trọng để đánh giá chính xác tác động tổng hợp của nhiều loài và đề xuất các chiến lược giảm thiểu tối ưu.

Ngoài ra, các yếu tố khác ngoài nhiệt độ cũng góp phần ăn mòn do ứng suất của SSC và HIC:

• Tính chất vật liệu: Các vật liệu khác nhau có đặc tính hấp thụ và khuếch tán hydro khác nhau, cùng với khả năng bị nứt khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc vi mô và ranh giới hạt của chúng.
• Thành phần môi trường: Các ion mạnh hiện diện và nồng độ của chúng có thể tác động đáng kể đến sự hấp thụ hydro và hoạt động hình thành vết nứt, ngay cả khi quá trình giải hấp có thể tăng ở nhiệt độ cao hơn.
• Mức độ ứng suất: Ứng suất ứng dụng đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành và lan truyền vết nứt, bất kể nồng độ hydro trong kim loại. Nồng độ cao hơn có thể gây ra vết nứt ngay cả ở nhiệt độ thấp hơn.

Do đó, việc khái quát hóa đơn giản về việc hydro thoát ra khỏi kim loại ở nhiệt độ cao hơn là chưa đủ để đánh giá tác động ứng suất. Điều quan trọng là phải xem xét tất cả các yếu tố liên quan và đánh giá sự kết hợp giữa vật liệu/môi trường/ứng suất cụ thể để dự đoán chính xác rủi ro của SSC và thực hiện các chiến lược giảm thiểu thích hợp.

Về đo kiểm đường ống, chúng tôi có hệ thống Scale Checker kiểm tra cáu cặn đường ống. Được phát triển hoàn toàn từ nguồn lực Tập Đoàn Chugai Technos.

• Phân tích vật liệu cáu cặn bên trong đường ống dẫn nước, hóa chất, ống khói bằng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại.
• Cấu cặn đường ống dẫn nước, hóa chất,…
• Mụi than bám bên trong ống dẫn
• Phân tích tất cả các dạng phổ như XRD , FT-IR (IR) (Quang phổ hồng ngoại), EDX (Phổ tán sắc năng lượng tia X), NMR (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân), DT / TGA (Phân tích trọng lượng), LC / MS (Sắc ký lỏng ghép khối phổ), HPLC / MS, MS (Phổ khối), SEM (Kính hiển vi điện tử quét), TEM (Kính hiển vi điện tử truyền qua), … và phương pháp phân tích hóa lý nâng cao.

Nếu Quý khách hàng có nhu cầu phân tích cấu trúc và thành phần vật liệu, hãy gọi ngay đến Hotline: 0909-714-566 hoặc để lại thông tin TẠI ĐÂY để Chugai Technos nhanh chóng liên hệ để giải đáp các thắc mắc và hỗ trợ.

Nứt do ăn mòn ứng suất amoniac Stress Corrosion Cracking (SCC) , thường được viết tắt là NH3 SCC, là một mối đe dọa tiềm ẩn làm suy giảm âm thầm thiết bị và đường ống trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, đặc biệt là những ngành liên quan đến chất làm lạnh và phân bón. Bài viết này đi sâu vào sự phức tạp của NH3 SCC, tập trung vào hoạt động của nó trong hai vật liệu thường bị ảnh hưởng: hợp kim đồng và thép cacbon.

Điều quan trọng cần nhận ra là mặc dù cả hai vật liệu đều nhạy cảm với NH3 SCC nhưng các điều kiện gây ra vết nứt lại khác nhau đáng kể. Đối với hợp kim đồng, NH3 SCC biểu hiện dưới dạng các vết nứt bắt đầu trên bề mặt do tiếp xúc với dung dịch chứa amoniac hoặc hợp chất amoni (môi trường nước). Ngược lại, đối với thép carbon, NH3 SCC đặc biệt nhắm đến các mối hàn không được xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt (HAZ) khi tiếp xúc với amoniac khan (amoniac tinh khiết không có nước). Sự khác biệt này nhấn mạnh vai trò quan trọng của điều kiện môi trường, tính chất vật liệu và lịch sử xử lý (như PWHT) trong việc quản lý tính nhạy cảm với NH3 SCC.

Hợp kim đồng: Mục tiêu dễ bị ảnh hưởng

Hợp kim đồng, đặc biệt là những hợp kim có hàm lượng kẽm cao (lớn hơn 15%), đặc biệt dễ bị nứt do ăn mòn ứng suất amoniac (SCC) khi chúng tiếp xúc với dịch vụ chứa amoniac. Trong khi hợp kim đồng có tính dẫn nhiệt tuyệt vời và các đặc tính mong muốn khác, thì tính dễ bị ảnh hưởng bởi NH3 SCC khiến chúng trở thành lựa chọn kém cho hầu hết các ứng dụng liên quan trực tiếp đến amoniac. Dưới đây là bảng phân tích các tình huống điển hình:

Hệ thống lạnh: Hợp kim đồng thường được sử dụng trong các hệ thống lạnh do tính dẫn nhiệt tuyệt vời. Tuy nhiên, nếu rò rỉ phát triển hoặc một lượng amoniac từ chất làm lạnh di chuyển, chúng có thể tiếp xúc với các bộ phận này. Ngay cả một lượng nhỏ amoniac hòa tan trong nước ngưng tụ cũng có thể tạo ra SCC, đặc biệt là trong các hợp kim có hàm lượng kẽm cao.

Nhà máy xử lý hóa chất: Trong các nhà máy xử lý hóa chất, hợp kim đồng có thể có trong đường ống, bộ trao đổi nhiệt hoặc van được sử dụng để xử lý các dung dịch hoặc sản phẩm phụ có gốc amoniac. Các dung dịch này có thể đậm đặc hoặc loãng, nhưng sự hiện diện của cả amoniac và nước sẽ tạo ra một cơn bão hoàn hảo cho SCC xảy ra, đặc biệt nếu nhiệt độ vận hành không được kiểm soát chặt chẽ.

Ứng dụng hàng hải: Hợp kim đồng có thể được sử dụng trong các ứng dụng hàng hải cụ thể, chẳng hạn như bộ trao đổi nhiệt nước biển. Mặc dù bản thân nước biển không gây ra mối đe dọa trực tiếp, nhưng nếu dấu vết amoniac (có thể từ các quá trình sinh học hoặc ô nhiễm) làm ô nhiễm hệ thống và kết hợp với một lượng nhỏ hơi ẩm, SCC có thể bắt đầu và làm tổn hại đến tính toàn vẹn của các thành phần này.

Sản xuất phân bón: Amoniac khan là thành phần quan trọng trong sản xuất phân bón. Tuy nhiên, trong quá trình bảo quản, vận chuyển hoặc xử lý, có thể xảy ra rò rỉ, khiến các bộ phận hợp kim đồng (như van hoặc đường ống) tiếp xúc với hơi amoniac. Mặc dù bản thân amoniac khan có thể không kích hoạt SCC trong hợp kim đồng, nhưng bất kỳ hơi ẩm ngẫu nhiên nào ngưng tụ trên các bộ phận đều có thể tạo ra một màng mỏng dung dịch amoniac, bắt đầu quá trình nứt bất lợi.

Tính nhạy cảm của hợp kim đồng với amoniac SCC phát sinh từ sự tương tác phức tạp của một số yếu tố:

Không phụ thuộc vào nhiệt độ: Không giống như nhiều cơ chế gây nứt do ăn mòn ứng suất (SCC), SCC amoniac trong hợp kim đồng cho thấy ảnh hưởng tối thiểu từ sự thay đổi nhiệt độ. Sự khác biệt này phát sinh do quá trình phát triển vết nứt không phụ thuộc vào sự chuyển động ngày càng tăng của các nguyên tử do nhiệt, đây là đặc điểm xác định của các quá trình kích hoạt nhiệt. Thay vào đó, động lực đằng sau sự lan truyền vết nứt ở đây là sự tương tác hóa học đang diễn ra giữa amoniac và hợp kim đồng. Sự tương tác này làm suy yếu các liên kết kim loại trong mạng đồng và mức độ suy yếu này không phụ thuộc vào nhiệt độ. Nói một cách đơn giản hơn, sự hiện diện của amoniac tạo ra điểm dễ bị tổn thương thường xuyên trong hợp kim đồng và tốc độ phát triển vết nứt chủ yếu được xác định bởi hiệu ứng hóa học này chứ không phải bởi năng lượng nhiệt của hệ thống.

Vai trò bất lợi của kẽm: Sự hiện diện của kẽm trong hợp kim đồng làm tăng đáng kể tính nhạy cảm với SCC. Ở cấp độ nguyên tử, các phân tử amoniac (NH₃) có thể dễ dàng hấp thụ hóa học (hình thành liên kết hóa học mạnh) trên bề mặt đồng. Tuy nhiên, khi có mặt các nguyên tử kẽm, chúng sẽ phá vỡ mạng đồng, tạo ra các vị trí ưu tiên để hấp phụ amoniac. Việc làm giàu amoniac cục bộ này làm suy yếu các liên kết kim loại tại các vị trí này, tạo điều kiện cho sự hình thành và lan truyền vết nứt.

Lỗ hổng này xuất phát từ sự tương tác của một số yếu tố hóa học và luyện kim:

Liên kết hóa học mạnh mẽ của Amoniac với Đồng: Các phân tử amoniac (NH₃) dễ dàng hình thành liên kết hóa học mạnh với các nguyên tử đồng (Cu) trên bề mặt hợp kim. Sự hấp dẫn này phát sinh từ cấu hình electron của cả hai loài. Các nguyên tử đồng có quỹ đạo d được lấp đầy một phần, có thể dễ dàng chấp nhận mật độ electron từ các cặp electron đơn độc trên nguyên tử nitơ (N) trong amoniac. Sự cho điện tử này tạo ra lực hút giữa phân tử NH₃ và nguyên tử Cu, tạo ra liên kết hóa học bền chặt.

Sự phá vỡ mạng tinh thể đồng bởi kẽm: Việc đưa các nguyên tử kẽm (Zn), nhỏ hơn nguyên tử đồng, vào mạng đồng sẽ phá vỡ sự sắp xếp nguyên tử có trật tự của nó. Sự khác biệt về kích thước này khiến các nguyên tử kẽm khớp không hoàn hảo, tạo ra các vùng biến dạng và biến dạng cục bộ xung quanh chúng. Những vùng bị biến dạng này trở thành vị trí ưu tiên cho quá trình hấp thụ hóa học amoniac vì môi trường liên kết bị phá vỡ mang lại sự tương tác thuận lợi hơn (cả về mặt hóa học và luyện kim). Về mặt hóa học, các nguyên tử đồng bị căng có sự phân bố electron bị thay đổi, khiến chúng trở thành chất nhận electron hấp dẫn hơn đối với các cặp electron đơn độc của amoniac. Về mặt luyện kim, sự biến dạng tạo ra nhiều không gian mở hơn xung quanh các nguyên tử kẽm, cho phép các phân tử amoniac đóng gói hiệu quả hơn và hấp thụ hóa học dễ dàng hơn.

Làm giàu cục bộ và làm suy yếu liên kết: Sự hấp phụ ưu tiên của amoniac ở các biến dạng mạng do kẽm gây ra này dẫn đến sự làm giàu cục bộ các phân tử amoniac trên bề mặt hợp kim đồng. Sự làm giàu này có tác động bất lợi đến độ bền của liên kết kim loại giữa các nguyên tử đồng. Amoniac hoạt động như một bazơ Lewis, cung cấp mật độ electron cho các nguyên tử Cu. Điều này phá vỡ sự chia sẻ electron cân bằng giữa các nguyên tử đồng lân cận trong mạng, làm suy yếu các liên kết kim loại (liên kết đồng-đồng) trong vùng lân cận của amoniac bị hấp phụ hóa học. Sự suy yếu cục bộ của các liên kết kim loại này tạo ra một vùng quan trọng dễ bị hình thành vết nứt và lan truyền dưới tác dụng của ứng suất.

Ngưỡng 15% đối với hàm lượng kẽm rất quan trọng vì ở nồng độ dưới 15%, số lượng nguyên tử kẽm phá vỡ mạng lưới tương đối thấp. Điều này hạn chế số lượng vị trí ưu tiên để hấp phụ amoniac và làm suy yếu ảnh hưởng tổng thể đến độ bền liên kết đồng-đồng. Tuy nhiên, khi hàm lượng kẽm tăng lên trên 15%, số vùng bị biến dạng và vị trí ưu tiên sẽ tăng lên đáng kể. Điều này dẫn đến sự làm giàu amoniac rõ rệt hơn, do đó làm suy yếu số lượng lớn hơn các liên kết đồng-đồng và làm tăng đáng kể tính nhạy cảm của hợp kim với amoniac SCC.

Tính nhạy cảm của hợp kim đồng với amoniac SCC chủ yếu bị chi phối bởi sự hiện diện của các phân tử amoniac tự do và tác dụng làm suy yếu của kẽm trên mạng đồng. Ảnh hưởng của pH, tuy là một yếu tố, nhưng ít quan trọng hơn. Tuy nhiên, môi trường có tính kiềm cao (pH > 8) có thể làm trầm trọng thêm quá trình SCC thông qua các cơ chế được mô tả ở trên. Chúng ta sẽ khám phá những tương tác này chi tiết hơn trong các phần sau.

Vai trò quan trọng của oxy: Ngay cả một lượng nhỏ oxy (O₂) cũng có thể làm xấu đi đáng kể SCC amoniac trong hợp kim đồng. Tuy nhiên, ảnh hưởng của oxy là con dao hai lưỡi. Ban đầu, nó phản ứng với bề mặt đồng tạo thành một lớp mỏng oxit đồng (Cu₂O) theo phản ứng sau:

4 Cu (s) + O₂ (g) → 2 Cu₂O (s)

Lớp oxit này có thể có lợi, hoạt động như một hàng rào bảo vệ chống lại sự ăn mòn thêm. Tuy nhiên, khi có amoniac, lớp tưởng chừng như bảo vệ này lại trở nên bất lợi do sự kết hợp của các yếu tố luyện kim và hóa học.

Đầu tiên, sự hình thành oxit đồng gây ra ứng suất bên trong lớp và nền đồng bên dưới. Ứng suất này phát sinh từ các hệ số giãn nở nhiệt khác nhau của kim loại và oxit. Tính giòn vốn có này làm cho lớp oxit dễ bị nứt hơn khi bị căng thẳng, có khả năng đóng vai trò là vị trí khởi đầu cho sự lan truyền vết nứt tiếp theo.

Thứ hai, amoniac có thể tương tác với lớp oxit đồng, làm nó yếu đi hơn nữa:

Hòa tan: Amoniac có thể hòa tan một phần Cu₂O, dẫn đến lớp mỏng hơn và dễ bị tổn thương hơn.

Sự hình thành phức chất giòn: Amoniac có thể phản ứng với oxit để tạo thành các phức chất đồng-amoniac cụ thể trong lớp Cu₂O. Những phức chất này có thể giòn và góp phần vào sự hình thành và lan truyền vết nứt.

Tác động tổng hợp của các yếu tố này là lớp oxit yếu và giòn, dễ bị nứt khi bị căng thẳng. Sau đó, những vết nứt này đóng vai trò là vị trí bắt đầu để tiếp tục lan truyền vào hợp kim đồng bên dưới, đẩy nhanh đáng kể quá trình SCC khi có mặt amoniac.

mặc dù lớp Cu₂O và sự tương tác của nó với amoniac đóng một vai trò quan trọng, nhưng điều quan trọng cần nhớ là oxy vi lượng đóng vai trò là chất xúc tác chứ không phải thủ phạm duy nhất. Động lực chính của amoniac SCC vẫn là sự hấp thụ hóa học trực tiếp của các phân tử amoniac tự do trên bề mặt đồng, làm suy yếu liên kết đồng-kẽm và tạo điều kiện cho sự hình thành và lan truyền vết nứt. Chúng ta sẽ nghiên cứu sâu hơn về chi tiết cụ thể của những tương tác này trong các phần sau.

Ứng suất: Ứng suất cần thiết cho amoniac SCC trong hợp kim đồng có thể là ứng suất dư (được tạo ra trong quá trình sản xuất) hoặc ứng suất ứng dụng (do áp suất hoặc tải trọng bên ngoài). Ngay cả mức độ căng thẳng dường như thấp cũng có thể gây bất lợi khi có amoniac và các yếu tố nói trên.

Thép Carbon:

Ngược lại, SCC amoniac trong thép cacbon chủ yếu được quan sát thấy ở pha lỏng của amoniac chứ không phải ở pha hơi. Pha lỏng cung cấp môi trường hiệu quả hơn để các phân tử amoniac hòa tan vào thép và tương tác với các nguyên tử sắt. Cơ chế chính xác của SCC trong thép cacbon tiếp xúc với amoniac lỏng vẫn đang được tích cực nghiên cứu. Người ta cho rằng đây là một tương tác phức tạp hơn so với tương tác được quan sát thấy ở hợp kim đồng.

Cơ chế tiềm năng: Một số cơ chế tiềm năng đối với SCC trong thép cacbon bao gồm:

• Tương tác trực tiếp với sắt: Các phân tử amoniac có thể tương tác trực tiếp với các nguyên tử sắt (Fe) trong mạng thép. Sự tương tác này có thể làm suy yếu liên kết tương tác giữa các nguyên tử sắt, khiến vật liệu dễ bị nứt hơn khi bị căng thẳng. Các chi tiết cụ thể của sự tương tác này vẫn đang được khám phá.
• Các yếu tố môi trường: Sự hiện diện của các yếu tố môi trường bổ sung, chẳng hạn như chất gây ô nhiễm (ví dụ: sunfua) hoặc áp suất cụ thể, có thể đóng vai trò ảnh hưởng đến quá trình SCC. Những yếu tố này có khả năng ảnh hưởng đến sự tương tác của amoniac với thép hoặc thúc đẩy sự hình thành các vết nứt.

Tại sao không phải là sự giòn do hydro?

Trong hiện tượng giòn hydro cổ điển, nước hoặc các nguồn khác đưa nguyên tử hydro (H) vào mạng thép. Những nguyên tử hydro này có thể khuếch tán và kết hợp tạo thành các phân tử hydro (H₂) bên trong thép. Sự hiện diện của khí H₂ khiến thép chịu áp lực bên trong và làm suy yếu các liên kết giữa các nguyên tử, khiến thép dễ bị nứt hơn.

Tuy nhiên, trong amoniac SCC của thép cacbon, sản phẩm phản ứng chính không phải là hydro. Mặc dù một số phản ứng thứ cấp phức tạp có thể liên quan đến sự hình thành một lượng nhỏ hydro nhưng nó không phải là động lực chính của quá trình SCC. Trọng tâm ở đây là sự tương tác trực tiếp giữa amoniac và lưới thép.

Nhiệt độ và ảnh hưởng của nó: Nhìn chung, nguy cơ SCC amoniac trong thép cacbon tăng đáng kể ở nhiệt độ trên -35°C. Quan sát này phù hợp với khái niệm về các quá trình kích hoạt bằng nhiệt. Ở nhiệt độ cao hơn, các phân tử amoniac (NH₃) có động năng lớn hơn, cho phép chúng di chuyển và tương tác với bề mặt thép hiệu quả hơn. Điều này tạo điều kiện cho sự hấp phụ của các phân tử amoniac lên thép và có khả năng làm suy yếu các liên kết tương tác trong mạng tinh thể. Nhiệt độ cao hơn cũng có thể tăng cường tính di động của các loài khác trong thép, chẳng hạn như chỗ trống hoặc sự sai lệch trong mạng tinh thể. Những loài di động này có khả năng tương tác với amoniac và góp phần hình thành và lan truyền vết nứt.

Mặc dù mối liên hệ chính xác cần được nghiên cứu thêm nhưng khả năng hòa tan hạn chế của oxy trong nước ở nhiệt độ thấp hơn (dưới -35°C) có thể là một yếu tố góp phần. Đây là lý do tại sao:

Một lượng nhỏ oxy có thể ảnh hưởng đến SCC amoniac trong một số trường hợp. Tuy nhiên, trong trường hợp thép carbon, cơ chế chính xác vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Nhiệt độ lạnh hơn thường dẫn đến nồng độ oxy hòa tan trong nước thấp hơn. Điều này có khả năng ảnh hưởng đến quá trình SCC tổng thể theo những cách vẫn đang được khám phá. Điều quan trọng cần lưu ý rằng đây chỉ là giả thuyết và các yếu tố khác có thể đóng vai trò quan trọng hơn.

Ngưỡng -35°C: Không phải là ngưỡng cố định

Ngưỡng -35°C không nên được coi là điểm giới hạn cứng nhắc. Mức độ nhạy cảm với SCC có thể khác nhau tùy thuộc vào một số yếu tố, bao gồm:

Thành phần thép cụ thể: Sự hiện diện của các nguyên tố bổ sung trong hợp kim thép có thể ảnh hưởng đến tính nhạy cảm của nó với SCC. Một số nguyên tố hợp kim có thể cải thiện khả năng chống chịu, trong khi những nguyên tố khác có thể làm cho nó dễ bị tổn thương hơn.

Sự hiện diện của chất gây ô nhiễm: Sự hiện diện của chất gây ô nhiễm như sunfua trong thép hoặc môi trường có thể đóng vai trò ảnh hưởng đến quá trình SCC.

Mức độ ứng suất: Ứng suất tác dụng lên thành phần thép ảnh hưởng đáng kể đến khả năng bị nứt của nó. Mức độ căng thẳng cao hơn có thể làm trầm trọng thêm SCC ngay cả ở nhiệt độ thấp hơn.

Sự cần thiết của oxy: Ảnh hưởng của oxy đến vết nứt do ăn mòn ứng suất amoniac (NH3 SCC) khác nhau giữa hợp kim đồng và thép cacbon. Trong hợp kim đồng, một lượng nhỏ oxy làm trầm trọng thêm đáng kể SCC bằng cách hình thành một lớp oxit yếu dễ bị tấn công bởi amoniac. Đối với thép carbon, tác động của oxy ít rõ ràng hơn. Trong khi một số nhà vận hành trong các ngành công nghiệp khuyến nghị một hiệu ứng ngưỡng, trong đó nồng độ oxy trên 0,5 ppm có thể thúc đẩy SCC, thì sự hiện diện của nước có thể chống lại hiệu ứng này. Nhìn chung, vai trò của oxy trong SCC thép carbon dường như chỉ là thứ yếu so với ảnh hưởng đáng kể của nó đối với hợp kim đồng. Tuy nhiên, nghiên cứu về cơ chế chính xác của thép cacbon vẫn đang được tiến hành. Dưới đây là hai kịch bản tiềm năng:

Tác động gián tiếp lên bề mặt thép: Một lượng nhỏ oxy có thể làm thay đổi tính chất hóa học bề mặt của thép, khiến thép dễ bị tấn công bởi amoniac hơn. Các cơ chế chính xác vẫn đang được điều tra.

Sự hình thành oxit và sự phân hủy sau đó (ít có khả năng xảy ra hơn): Theo một số lý thuyết, oxy có thể phản ứng với thép để tạo thành một lớp mỏng oxit sắt (Fe₂O₃). Tuy nhiên, sự hiểu biết hiện tại cho thấy lớp oxit này khó có thể là một yếu tố quan trọng. Amoniac được cho là có khả năng tương tác trực tiếp với bề mặt thép và làm suy yếu các liên kết tương tác giữa các nguyên tử bất kể sự hiện diện của lớp oxit.

Vai trò bảo vệ của nước: Quan điểm hóa học và luyện kim

Điều thú vị là, sự hiện diện của nước (bằng hoặc trên 0,2% trọng lượng) có thể ức chế đáng kể amoniac SCC trong thép cacbon. Hiện tượng này có thể được giải thích thông qua sự kết hợp giữa cạnh tranh hóa học và sự hình thành lớp bề mặt bảo vệ tốt hơn.

Cạnh tranh hóa học cho các vị trí hấp phụ:

Ở cấp độ vi mô, các phân tử amoniac (NH₃) và phân tử nước (H₂O) cạnh tranh nhau để giành vị trí hấp phụ trên bề mặt thép. Sự cạnh tranh này phát sinh do sự phân cực tương tự của cả hai phân tử. Amoniac có một cặp electron đơn độc trên nguyên tử nitơ, khiến nó trở thành bazơ Lewis có khả năng cho các electron để hình thành liên kết với các nguyên tử sắt trên bề mặt thép. Tuy nhiên, nước cũng có liên kết cộng hóa trị có cực với một đầu hydro dương và một đầu oxy, cho phép nó tương tác với bề mặt thép.

Phản ứng hoá học:

Khi nồng độ nước đủ cao (trên 0,2 wt%), nó ưu tiên chiếm các vị trí hấp phụ, cản trở quá trình hấp phụ của các phân tử amoniac. Điều này làm giảm độ bao phủ bề mặt tổng thể của amoniac trên thép, do đó hạn chế khả năng làm suy yếu trực tiếp các liên kết sắt-sắt trong mạng lưới thép.

Khía cạnh luyện kim: Vai trò của lớp oxit (nếu có):

Trong khi tầm quan trọng của lớp oxit trong SCC amoniac còn đang được tranh luận thì sự hiện diện của nó vẫn có thể đóng một vai trò nào đó trong một số trường hợp. Đây là sự tương tác tiềm năng:

Phản ứng oxit sắt và nước: Nước có thể phản ứng với lớp oxit sắt hiện có (chủ yếu là Fe₂O₃) trên bề mặt thép để tạo thành một lớp hydroxit sắt mới (Fe(OH)₃). Phản ứng này có thể được biểu diễn dưới dạng:

Fe₂O₃ (s) + 3H₂O (l) → 2Fe(OH)₃ (s)

Tăng cường bảo vệ bằng lớp Hydroxide: Lớp hydroxit sắt được coi là ổn định và có khả năng bảo vệ cao hơn so với lớp oxit sắt. Nó có thể tạo ra một rào cản vật lý cản trở sự khuếch tán của các phân tử amoniac tới nền thép bên dưới. Ngoài ra, lớp hydroxit có thể có tương tác yếu hơn với amoniac so với lớp oxit, làm giảm hơn nữa tác động bất lợi của việc hấp phụ amoniac.

Amoniac SCC gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với thiết bị trong các ngành công nghiệp khác nhau. Hiểu cách amoniac tương tác với hợp kim đồng và thép cacbon là chìa khóa để ngăn chặn điều đó. Bằng cách chọn vật liệu phù hợp, kiểm soát các yếu tố như nhiệt độ và hàm lượng nước cũng như sử dụng các kỹ thuật như PWHT trong thép cacbon, các kỹ sư có thể giảm đáng kể nguy cơ SCC amoniac và đảm bảo hoạt động công nghiệp an toàn hơn.

Ăn mòn sunfua ở nhiệt độ cao gây ra mối đe dọa đáng kể đối với tính toàn vẹn của thiết bị nhà máy lọc dầu. Hiện tượng này được thúc đẩy bởi tác động hiệp lực của các hợp chất lưu huỳnh và nhiệt độ tăng cao, làm suy giảm kim loại, dẫn đến những hư hỏng có thể ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động, an toàn môi trường và sức khỏe con người.

Các yếu tố chính

Nhiệt độ: Khi nhiệt độ vượt quá 230°C, khả năng phản ứng của các hợp chất lưu huỳnh tăng lên đáng kể. H₂S, COS và mercaptan, được phân loại là thành phần “hoạt động”, dễ dàng tham gia vào các phản ứng sunfua hóa với kim loại, tạo thành sunfua kim loại. Ngược lại, các loại lưu huỳnh “không hoạt động” như thiophenes có khả năng thụ động hạn chế và giảm đi ở nhiệt độ cao hơn.

Hợp chất lưu huỳnh: Các hợp chất lưu huỳnh khác nhau thể hiện mức độ ăn mòn khác nhau. H₂S, kẻ thù chính, phản ứng trực tiếp với kim loại, giải phóng hydro đồng thời tạo thành sunfua kim loại. COS và mercaptans, có con đường phản ứng tương tự, đóng vai trò là kẻ đồng lõa trong quá trình phá hoại này. Ngược lại, các thành phần không hoạt động như thiophenes cung cấp một lớp bảo vệ tạm thời và sẽ yếu đi khi chịu áp lực nhiệt độ kéo dài.

Vai trò của hydro trong ăn mòn sunfua ở nhiệt độ cao: Nghiên cứu sâu với độ chính xác hóa học

Bản chất nguy hiểm của sự ăn mòn sunfua ở nhiệt độ cao càng được khuếch đại bởi sự hiện diện dường như vô hại của hydro. Khí này đóng vai trò nhiều mặt trong việc đẩy nhanh quá trình phân hủy kim loại, gây ra mối đe dọa đáng kể cho thiết bị nhà máy lọc dầu.

Các vai trò có thể có của ăn mòn

Sự sunfua hóa tăng cường

Giả thuyết 1: Loại bỏ các oxit bảo vệ: Hydro hoạt động như một chất “chất tẩy rửa”, loại bỏ các oxit kim loại bảo vệ như Fe₂O₃ thông qua quá trình khử:

Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O

Fe₃O₄ + H₂ → 3Fe²⁺ + 4H₂O + O²⁻

Giả thuyết 2: Tràn hydro: H₂ phân ly trên bề mặt kim loại, tạo ra hydro nguyên tử (H*) tràn lên lớp sunfua, thúc đẩy sự phát triển và tách ra khỏi bề mặt kim loại khiến kim loại tươi bị ăn mòn thêm:

H₂ (ads) → 2H* (ads) H* (ads) + MeS(ads) → MeHS(ads) + H⁺ (ads)

Phồng rộp và nứt nẻ

H* có thể xuyên qua lớp sunfua hiện có và phản ứng với sunfua sắt bên trong, tạo ra các vết phồng rộp và vết nứt:

FeS + H₂ → Fe + H₂S

Những khiếm khuyết bên trong này tạo ra những con đường bổ sung để H₂S và H* tiếp cận sâu hơn vào kim loại, dẫn đến quá trình sunfua hóa bên trong tăng tốc và sự phát triển lớp nhanh hơn từ bên trong. H₂ được tạo ra sẽ khuếch tán bên trong đến các ranh giới hạt, tạo ra áp suất bên trong và thúc đẩy sự lan truyền vết nứt.

Giả thuyết 3: Kích hoạt hydro của lưu huỳnh không hoạt động:

Kích hoạt hydro của lưu huỳnh không hoạt động: H₂ phản ứng với các hợp chất lưu huỳnh “không hoạt động” như thiophenes, chuyển chúng thành chất tham gia tích cực trong quá trình ăn mòn.

Lưu huỳnh không hoạt động

Thiophenes và các chất tương tự của chúng thường thể hiện khả năng phản ứng hạn chế ở nhiệt độ cao, dẫn đến việc phân loại chúng là các loại lưu huỳnh “không hoạt động”. Tuy nhiên, sự có mặt của hydro có thể đóng vai trò như chất xúc tác, biến những phân tử trơ này thành những chất tham gia tích cực vào quá trình ăn mòn.

Ngoài sự tương tác trực tiếp với kim loại, nó còn có khả năng kích hoạt lưu huỳnh không hoạt động thông qua hai cơ chế chính:

Liên kết C-S trực tiếp

Được thúc đẩy bởi độ âm điện của nó, hydro có thể tấn công trực tiếp vào liên kết C-S trong phân tử thiophene, dẫn đến giải phóng H₂S:

C₄H₄S + H₂ → C₄H₄ + H₂S

H₂S được giải phóng, nhân vật phản diện thực sự của bản giao hưởng ăn mòn, dễ dàng phản ứng với kim loại để tạo thành sunfua kim loại, đẩy nhanh quá trình phân hủy.

Một hiệu ứng tràn Hydro khác

Các nguyên tử H* riêng lẻ có tính linh động cao và không bị giới hạn trong bề mặt kim loại. Chúng có thể “tràn” lên các phân tử gần đó, bao gồm cả những phân tử có chứa lưu huỳnh, như thiophenes (được coi là “không hoạt động” ở nhiệt độ cao). Sự lan tỏa này đặc biệt có liên quan đến các phân tử được hấp phụ trên bề mặt kim loại. Khi H* tiếp cận phân tử thiophene, nó có thể tham gia vào nhiều phản ứng khác nhau. Theo một con đường chính, nó phá vỡ liên kết C-S trong phân tử thiophene:

C₄H₄S + 2H* → C₄H₆ + H₂S

Trong cả hai con đường được đề cập ở trên, nó sẽ giải phóng nhân vật phản diện ăn mòn thực sự: H₂S. H₂S được giải phóng dễ dàng phản ứng với bề mặt kim loại để tạo thành sunfua kim loại, góp phần đáng kể vào sự phát triển của lớp sunfua có hại:

I + H₂S → MeS + H₂

Trong khi việc kích hoạt thiophenes là một ví dụ nổi bật, sự lan tỏa hydro có khả năng tác động lên các loại lưu huỳnh “không hoạt động” khác, tùy thuộc vào cấu trúc và khả năng phản ứng của chúng.

Hiệu suất vật liệu

Thép cacbon: Do hàm lượng crom thấp, thép cacbon chịu ảnh hưởng nặng nề từ quá trình sunfua hóa trực tiếp và bên trong. Lớp Cr₂O₃ mỏng mà nó tạo thành dễ bị xuyên thủng, khiến kim loại dễ bị hư hỏng nhanh chóng.

Thép không gỉ: Các loại thép hợp kim crôm cao hoặc thép không gỉ thể hiện khả năng chống chịu vượt trội nhờ hình thành lớp Cr₂O₃ chắc chắn và ổn định. Rào cản này cản trở sự thẩm thấu H₂S và quá trình sunfua hóa bên trong, mang lại sự bảo vệ đáng kể. Tuy nhiên, ngay cả những loại này cũng có thể không bị ăn mòn trong điều kiện khắc nghiệt hoặc nồng độ H₂S cao.

Chiến lược giảm thiểu

Để chống lại thách thức ghê gớm này, cần có một phương pháp tiếp cận đa dạng:

Lựa chọn vật liệu: Việc sử dụng các vật liệu có khả năng chịu lực vốn có như thép không gỉ austenit có hàm lượng crôm cao là rất quan trọng để đảm bảo tính toàn vẹn trong hoạt động lâu dài.

Tối ưu hóa quy trình: Giảm nhiệt độ vận hành và nồng độ H₂S làm chậm quá trình ăn mòn một cách hiệu quả.

Giám sát ăn mòn: Kiểm tra thường xuyên và các phương pháp thử nghiệm tiên tiến cho phép phát hiện sớm tình trạng ăn mòn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì phòng ngừa và ngăn ngừa những hư hỏng thảm khốc.

Ảnh hưởng của hydro đến sự ăn mòn sunfua ở nhiệt độ cao là không thể phủ nhận và phức tạp. Khả năng loại bỏ các oxit bảo vệ, thúc đẩy các phản ứng sunfua bên trong và làm suy yếu cấu trúc kim loại sẽ đẩy nhanh đáng kể quá trình phân hủy. Bằng cách hiểu được nền tảng hóa học của các cơ chế này, các nhà nghiên cứu và kỹ sư có thể phát triển các chiến lược hiệu quả hơn để giảm thiểu mối đe dọa phổ biến này.

————————————————————————————————————

Về đo kiểm đường ống, chúng tôi có hệ thống Scale Checker kiểm tra cáu cặn đường ống. Được phát triển hoàn toàn từ nguồn lực Tập Đoàn Chugai Technos.

Þ Phân tích vật liệu cáu cặn bên trong đường ống dẫn nước, hóa chất, ống khói bằng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại.

Þ Cấu cặn đường ống dẫn nước, hóa chất,…

Þ Mụi than bám bên trong ống dẫn

Þ Phân tích tất cả các dạng phổ như XRD , FT-IR (IR) (Quang phổ hồng ngoại), EDX (Phổ tán sắc năng lượng tia X), NMR (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân), DT / TGA (Phân tích trọng lượng), LC / MS (Sắc ký lỏng ghép khối phổ), HPLC / MS, MS (Phổ khối), SEM (Kính hiển vi điện tử quét), TEM (Kính hiển vi điện tử truyền qua), … và phương pháp phân tích hóa lý nâng cao.

Nếu Quý khách hàng có nhu cầu phân tích cấu trúc và thành phần vật liệu, hãy gọi ngay đến Hotline: 0909-714-566 hoặc để lại thông tin TẠI ĐÂY để Chugai Technos nhanh chóng liên hệ để giải đáp các thắc mắc và hỗ trợ.

Vết nứt do ứng suất nghỉ (SRC) gây ra mối đe dọa đáng kể đối với tính toàn vẹn của các bộ phận ở nhiệt độ cao và gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với cốt lõi của thép không gỉ austenit và hợp kim gốc niken, vật liệu chính của vô số ngành công nghiệp. SRC tạo ra các vết nứt, âm thầm làm tổn hại đến sức mạnh và có khả năng dẫn đến những thất bại thảm hại.

Hành trình vi mô của SRC

Giai đoạn đã được thiết lập: Nhiệt độ cao và ứng suất dư. ِِHợp kim Austenit trong lò sử dụng hoặc trải qua quá trình xử lý nhiệt cường độ cao sau hàn. Những điều kiện này, mặc dù rất quan trọng đối với nhiệm vụ dự định của chúng, nhưng lại để lại di chứng về những căng thẳng nội bộ và khả năng tàn phá.

Sự ‘’nghỉ’’ bắt đầu. Theo thời gian, những ứng suất này giảm ứng suất phụ thuộc vào thời gian khi chúng đạt đến trạng thái cân bằng bên trong, đặc biệt là ở các vùng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ), nơi cấu trúc vi mô thay đổi. Khi ứng suất giãn ra, vật liệu sẽ tích tụ sức căng không đàn hồi, góp phần gây ra nguy cơ nứt.

Hai con đường dẫn đến thất bại: Trượt ranh giới hạt và nứt rạn. Tùy thuộc vào loại và cấu trúc vi mô của hợp kim, SRC diễn ra theo hai đường dẫn chính:

Trượt ranh giới hạt: Trong các hợp kim ổn định, các “kết tủa” cực nhỏ củng cố phần bên trong hạt trong khi khiến ranh giới hạt tương đối yếu. Khi căng thẳng giảm bớt, những ranh giới yếu đi này trượt vào nhau, có khả năng vượt quá khả năng chịu đựng của chúng và tạo ra các vết nứt.

Cracking Creep: Trong các hợp kim không ổn định, một quá trình được gọi là “sự nhạy cảm” làm suy yếu ranh giới hạt do sự hình thành các cacbua giữa các hạt. Khi sự giảm bớt ứng suất gây ra sức căng, các ranh giới giòn này dễ dàng bị uốn cong, tạo thành các vết nứt. Nếu biến dạng tích lũy vượt quá khả năng chịu đựng của vật liệu, SRC sẽ tiến tới hình thành vết nứt vĩ mô, đặc biệt là ở các vùng HAZ dễ bị tổn thương

Nứt và lan truyền. Nếu vật liệu không thể thích ứng với biến dạng không đàn hồi tích tụ, kẻ giết người thầm lặng sẽ đạt đến đỉnh điểm là vết nứt toàn diện, thường cư trú ở các vùng HAZ hạt thô. Những vết nứt này có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của thiết bị, đòi hỏi phải sửa chữa tốn kém và có khả năng gây nguy hiểm cho toàn bộ hoạt động.

Trường hợp hợp kim Cr-Ni: Một ví dụ sáng tỏ

Hợp kim Cr-Ni là những ứng dụng khổng lồ ở nhiệt độ cao. Theo truyền thống, phương pháp xử lý chế tạo tiêu chuẩn sẽ xác định kích thước hạt của chúng, dường như phù hợp với nhiệm vụ của chúng. Tuy nhiên, trải nghiệm đã bộc lộ một lỗ hổng. Khi được xử lý nhiệt sau khi tạo hình nguội, các hợp kim này trở nên dễ bị ảnh hưởng bởi lời khuyên của SRC. Cấu trúc hạt thô tạo ra con đường dễ dàng cho sự lan truyền vết nứt.

Cấu trúc vi mô và kích thước hạt: Những nhân vật chủ chốt trong trận chiến chống lại SRC

Cuộc chiến chống lại SRC xoay quanh việc điều khiển cấu trúc vi mô, đặc biệt là kích thước hạt. Các hạt mịn hơn, được nén chặt và có khả năng chống lại sự hình thành vết nứt cao hơn, hoạt động như một lá chắn chống lại vết nứt SRC. Ngược lại, các hạt lớn hơn, với độ rộng của chúng, dễ dàng khuếch đại quá trình nứt. Vì vậy, tối ưu hóa kích thước hạt thông qua chế độ xử lý nhiệt thích hợp trở nên tối quan trọng.

Ngoài kích thước hạt: Một cách tiếp cận toàn diện để phòng ngừa

Trong khi kích thước hạt chiếm vị trí trung tâm thì việc ngăn chặn SRC đòi hỏi một cách tiếp cận có hệ thống hơn. Các quy trình chế tạo, gia công nguội, hàn và xử lý nhiệt cuối cùng đều đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển và phân bố ứng suất của cấu trúc vi mô.

Chế tạo: Việc thiết lập và chế tạo ban đầu tạo tiền đề cho cấu trúc vi mô. Gia công nguội, trong khi tăng cường vật liệu, có thể tạo ra các ứng suất bên trong không mong muốn, có khả năng đóng vai trò là điểm xâm nhập của các vết nứt. Việc kiểm soát cẩn thận các quy trình chế tạo là rất quan trọng để giảm thiểu những lỗ hổng này.

Hàn: Hành động nối, hàn, có thể tạo ra ứng suất dư và các biến thể cục bộ trong cấu trúc vi mô, cả hai đều là đồng minh tiềm năng của SRC. Việc lựa chọn kỹ thuật hàn thích hợp và chiến lược xử lý nhiệt sau hàn có thể vô hiệu hóa các mối đe dọa này.

Xử lý nhiệt: Bước cuối cùng là xử lý nhiệt, tinh chỉnh cấu trúc vi mô và giảm bớt căng thẳng. Tối ưu hóa nhiệt độ và thời gian trong giai đoạn quan trọng này có thể tạo nên lớp bảo vệ vững chắc chống lại SRC, đảm bảo tính toàn vẹn lâu dài của các bộ phận.

Phòng ngừa

Nhận thức được mối tương tác phức tạp của SRC với cấu trúc vi mô, quy trình chế tạo và xử lý nhiệt cho phép chúng tôi thực hiện phương pháp phòng ngừa hài hòa. Bằng cách kiểm soát cẩn thận kích thước hạt, giảm thiểu ứng suất dư thông qua kỹ thuật hàn được tối ưu hóa và xử lý nhiệt sau hàn cũng như lựa chọn vật liệu thích hợp cho các ứng dụng cụ thể, chúng tôi có thể giảm tính nhạy cảm của SRC và đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy của thiết bị nhiệt độ cao.

————————————————————————————————————

Về đo kiểm đường ống, chúng tôi có hệ thống Scale Checker kiểm tra cáu cặn đường ống. Được phát triển hoàn toàn từ nguồn lực Tập Đoàn Chugai Technos.

Þ Phân tích vật liệu cáu cặn bên trong đường ống dẫn nước, hóa chất, ống khói bằng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại.

Þ Cấu cặn đường ống dẫn nước, hóa chất,…

Þ Mụi than bám bên trong ống dẫn

Þ Phân tích tất cả các dạng phổ như XRD , FT-IR (IR) (Quang phổ hồng ngoại), EDX (Phổ tán sắc năng lượng tia X), NMR (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân), DT / TGA (Phân tích trọng lượng), LC / MS (Sắc ký lỏng ghép khối phổ), HPLC / MS, MS (Phổ khối), SEM (Kính hiển vi điện tử quét), TEM (Kính hiển vi điện tử truyền qua), … và phương pháp phân tích hóa lý nâng cao.

Nếu Quý khách hàng có nhu cầu phân tích cấu trúc và thành phần vật liệu, hãy gọi ngay đến Hotline: 0909-714-566 hoặc để lại thông tin TẠI ĐÂY để Chugai Technos nhanh chóng liên hệ để giải đáp các thắc mắc và hỗ trợ.

Theo phụ lục I mục III nghị định 40/2019/NĐ-CP quy định các đối tượng phải thực hiện lắp đặt trạm quan trắc khí thải công nghiệp tự động, liên tục. Trong đó có chỉ rõ rằng, các cơ sở có sử dụng lò hơi công nghiệp từ 20 tấn hơi/giờ trở lên (tính cho tổng công suất các lò hơi), trừ trường hợp sử dụng hoàn toàn nhiên liệu là khí đốt, dầu DO bắt buộc phải lắp đặt trạm quan trắc khí thải tự động, liên tục.

Lò hơi công nghiệp là gì
Lò hơi công nghiệp (hay còn gọi là nồi hơi công nghiệp) – có tên tiếng anh là Steam Boiler. Nồi hơi công nghiệp là thiết bị cung cấp nhiệt, hơi nước nóng cho hoạt động của các cơ sở kinh doanh, xí nghiệp, công ty,… thậm chí là cả khu công nghiệp lớn.

Các ngành nghề ứng dụng lò hơi công nghiệp

– Nhà máy sản xuất thực phẩm, bánh kẹo.
– Nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi, thức ăn gia xúc.
– Nhà máy sữa, nước giải khát
– Nhà máy sản xuất nước mắm, tương, dầu thực vật…
– Các bếp ăn công nghiệp
– Các ngành dệt may, giặt là, nhuộm vải…
– Các ngành công nghiệp hóa chất.
– Nhà máy tái chế, sản xuất giấy
– Nhà máy sản xuất mía đường
– Tái chế nhôm phế liệu, các lò đúc từ quá trình nghiền xỉ,…

Các thông số quan trắc

Theo nghị định 40/2019/NĐ-CP, các cơ sở sử dụng lò hơi công nghiệp cần phải quan trắc liên tục, tự động 08 thông số cơ bản sau: Bụi, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, SO₂, NOx, CO và O₂ dư. Ngoài ra, khí thải công nghiệp của các cơ sở sử dụng lò hơi công nghiệp phải tuân theo QCVN 19:2009/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đã quy định nồng độ của Bụi và các chất vô cơ làm cơ sở tính nồng độ tối đa cho phép trong khí thải công nghiệp). Vì vậy, dựa vào QCVN 19:2009/BTNMT, các doanh nghiệp có thể xác định được khoảng đo đối với các thông số quan trắc khí thải tự động, liên tục. 

Công tác quan trắc khí thải công nghiệp theo quy định tại Khoản 23 Điều 3 Nghị định 40/2019/NĐ-CP có hiệu lực từ ngày 01/07/2019 và Điều 47 Nghị định 38/2015/NĐ-CP như sau

– Đối tượng, tần suất và thông số quan trắc khí thải công nghiệp

+ Các cơ sở và dự án đã đi vào vận hành có quy mô, công suất tương đương với đối tượng phải lập báo cáo đánh giá tác động môi trường và có tổng lưu lượng khí thải thải ra môi trường từ 5000 m³ khí thải/giờ trở lên (theo tổng công suất thiết kế của các hệ thống, thiết bị xử lý khí thải hoặc theo lưu lượng khí thải đã được phê duyệt trong báo cáo đánh giá tác động môi trường và các hồ sơ tương đương), phải thực hiện quan trắc khí thải công nghiệp định kỳ với tần suất là 03 tháng/01 lần. Trường hợp quy chuẩn kỹ thuật về môi trường hoặc quy định về kỹ thuật quan trắc môi trường do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành có quy định về tần suất quan trắc một số thông số ô nhiễm đặc thù theo ngành, lĩnh vực thì thực hiện theo quy chuẩn đó;

+ Các cơ sở, dự án đã đi vào hoạt động có quy mô, công suất tương đương với đối tượng phải đăng ký kế hoạch bảo vệ môi trường và có tổng lưu lượng khí thải thải ra môi trường từ 5.000 m3 khí thải/giờ trở lên (theo tổng công suất thiết kế của các hệ thống, thiết bị xử lý khí thải hoặc theo lưu lượng khí thải đã đăng ký trong kế hoạch bảo vệ môi trường), phải thực hiện quan trắc khí thải định kỳ với tần suất là 06 tháng/01 lần. Trường hợp quy chuẩn kỹ thuật về môi trường hoặc quy định về kỹ thuật quan trắc môi trường do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành có quy định tần suất quan trắc một số thông số ô nhiễm đặc thù theo ngành, lĩnh vực thì thực hiện theo quy chuẩn đó;

+ Khuyến khích các cơ sở không thuộc đối tượng quy định tại điểm a và điểm b khoản này thực hiện quan trắc khí thải định kỳ, làm cơ sở để đánh giá sự phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật về môi trường; trường hợp khí thải vượt quy chuẩn kỹ thuật về môi trường, phải rà soát lại hệ thống, thiết bị xử lý khí thải hoặc cải tạo, nâng cấp hệ thống, thiết bị xử lý khí thải lò hơi bảo đảm đạt quy chuẩn kỹ thuật về môi trường trước khi xả thải ra môi trường;

+ Thông số quan trắc khí thải công nghiệp định kỳ thực hiện theo các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia hoặc quy chuẩn kỹ thuật địa phương về môi trường quy định;

+ Việc quan trắc lưu lượng khí thải của hệ thống, thiết bị xử lý khí thải lò hơi có lưu lượng lớn quy định tại Phụ lục I Mục III Phụ lục ban hành kèm theo Nghị định này thực hiện thông qua thiết bị đo lưu lượng dòng khí thải; lưu lượng khí thải của các hệ thống, thiết bị xử lý khí thải khác được xác định thông qua thiết bị quan trắc khí thải theo quy định.

– Đối tượng phải thực hiện quan trắc khí thải tự động, liên tục bao gồm:

+ Dự án, cơ sở thuộc danh mục các nguồn thải khí thải công nghiệp lưu lượng lớn quy định tại Phụ lục I Mục III Phụ lục ban hành kèm theo Nghị định này;

+ Các lò đốt chất thải nguy hại; các lò đốt chất thải của cơ sở xử lý chất thải rắn tập trung quy mô cấp tỉnh;

+ Khí thải của các cơ sở sử dụng phế liệu nhập khẩu làm nguyên liệu sản xuất thuộc đối tượng phải lập báo cáo đánh giá tác động môi trường;

+ Cơ sở bị xử phạt vi phạm hành chính đối với hành vi xả khí thải vượt quy chuẩn kỹ thuật môi trường mà tái phạm hoặc vi phạm nhiều lần;

+ Các đối tượng khác do Ủy ban nhân dân cấp tỉnh quyết định.

– Đối tượng quy định tại khoản 2 Điều này phải lắp đặt hệ thống quan trắc khí thải tự động, liên tục, có camera theo dõi, truyền số liệu trực tiếp cho Sở Tài nguyên và Môi trường nơi có cơ sở trước ngày 31 tháng 12 năm 2020.

Các dự án quy định tại khoản 2 Điều này đang triển khai xây dựng, phải lắp đặt hệ thống quan trắc khí thải tự động, liên tục trước khi đưa dự án vào vận hành. Đối với trường hợp quy định tại điểm d khoản 2 Điều này phải lắp đặt hệ thống quan trắc khí thải tự động, liên tục theo thời hạn ghi trong quyết định xử phạt vi phạm hành chính. Thông số quan trắc khí thải tự động, liên tục gồm:

+ Các thông số môi trường cố định gồm: lưu lượng, nhiệt độ, áp suất, O₂ dư, bụi tổng, SO₂, NOx và CO (trừ trường hợp quy chuẩn kỹ thuật môi trường đối với một số lĩnh vực đặc thù không yêu cầu kiểm soát);

+ Các thông số môi trường đặc thù theo ngành nghề được nêu trong báo cáo và quyết định phê duyệt báo cáo đánh giá tác động môi trường hoặc kế hoạch bảo vệ môi trường được xác nhận.

– Hệ thống quan trắc khí thải tự động, liên tục, có camera theo dõi phải được thử nghiệm, kiểm định, hiệu chuẩn theo quy định của pháp luật về khoa học và công nghệ, tiêu chuẩn, đo lường và chất lượng.

Chugai Technos là đơn vị đã thực hiện rất nhiều dự án quan trắc khí thải nhiều nhà máy công nghiệp, nhiệt điện.

Nếu Quý khách hàng có nhu cầu quan trắc khí thải, hãy gọi ngay đến Hotline: 0909-714-566 hoặc để lại thông tin TẠI ĐÂY để Chugai Technos nhanh chóng liên hệ để giải đáp các thắc mắc và hỗ trợ.

Ăn mòn đặt ra thách thức đáng kể trong hoạt động lọc dầu, với nhiều nguồn góp phần làm hư hỏng thiết bị và cơ sở hạ tầng. Bằng cách phân loại các nguồn này thành ba nhóm chính—ăn mòn từ các thành phần dầu thô, hóa chất được sử dụng trong quá trình lọc dầu và các yếu tố môi trường—chúng ta có thể hiểu rõ hơn về các hiện tượng phức tạp ăn mòn trong các nhà máy lọc dầu.

1. Ăn mòn từ các thành phần dầu thô:

Để nắm bắt được sự phức tạp của hiện tượng ăn mòn trong các nhà máy lọc dầu, điều cần thiết là phải đi sâu vào các đặc tính hóa lý của dầu thô và khí tự nhiên. Mặc dù bản thân dầu thô không có tính ăn mòn nhưng nó chứa các tạp chất và các thành phần như nitơ, lưu huỳnh và oxy, có thể góp phần gây ra hiện tượng ăn mòn. Những tạp chất này tồn tại ở nhiều dạng khác nhau trong dầu thô, bao gồm chất lỏng, chất rắn, chất khí và vi sinh vật. Mặc dù thành phần của các hợp chất này khác nhau giữa các loại dầu thô khác nhau nhưng khả năng ăn mòn của chúng vẫn nhất quán.

Khí tự nhiên có trong dầu thô bao gồm chủ yếu là nitơ, CO₂, H₂S và nước. Những khí này có thể gây ra sự ăn mòn ở các giai đoạn khác nhau của quá trình tinh chế. Các yếu tố như chỉ số axit tổng (Total acid number – TAN), hàm lượng lưu huỳnh tổng, hàm lượng nước, hàm lượng muối và sự hiện diện của vi sinh vật ảnh hưởng đến khả năng ăn mòn của dầu thô. Sự kết hợp của các thành phần này có thể dẫn đến nhiều loại ăn mòn khác nhau, bao gồm ăn mòn rỗ cục bộ, ăn mòn do xói mòn, nứt ăn mòn do ứng suất, giòn do hydro và ăn mòn giữa các hạt.

2. Ăn mòn từ hóa chất được sử dụng trong quá trình tinh chế:

Hóa chất được sử dụng trong quá trình tinh chế cũng có thể góp phần gây ăn mòn. Ví dụ, các hợp chất axit được sử dụng để khử muối hoặc các quá trình tinh chế khác có thể ăn mòn thiết bị kim loại nếu không được kiểm soát hoặc giảm thiểu đầy đủ. Sự tương tác giữa các hóa chất này và vật liệu được sử dụng trong cơ sở hạ tầng nhà máy lọc dầu có thể đẩy nhanh tốc độ ăn mòn, dẫn đến hư hỏng thiết bị sớm và gây nguy hiểm về an toàn.

3. Ăn mòn môi trường:

Các yếu tố môi trường bên ngoài, chẳng hạn như độ ẩm, biến động nhiệt độ và tiếp xúc với các tác nhân ăn mòn như nước mặn hoặc các chất ô nhiễm công nghiệp, có thể làm trầm trọng thêm tình trạng ăn mòn trong các nhà máy lọc dầu. Ăn mòn trong khí quyển, đặc biệt là trong các bể chứa ngoài trời và đường ống, là mối quan tâm chung. Ngoài ra, các yếu tố như vị trí gần môi trường biển hoặc khu công nghiệp có thể làm tăng thêm nguy cơ ăn mòn môi trường.

Tóm lại, nguồn ăn mòn trong các nhà máy lọc dầu rất đa dạng, bao gồm sự tương tác giữa các thành phần dầu thô, hóa chất được sử dụng trong quá trình lọc dầu và các yếu tố môi trường. Hiểu rõ các nguồn này là rất quan trọng để thực hiện các chiến lược ngăn ngừa và giảm thiểu ăn mòn hiệu quả, đảm bảo tính toàn vẹn và tuổi thọ của cơ sở hạ tầng nhà máy lọc dầu. Bằng cách chủ động giải quyết vấn đề ăn mòn, các nhà máy lọc dầu có thể nâng cao hiệu quả hoạt động, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và độ an toàn.

Hệ thống Scale Checker của Tập Đoàn Chugai Technos là một công cụ tiên tiến được phát triển để kiểm tra và phân tích cặn bên trong đường ống dẫn nước, hóa chất và ống khói. Hệ thống này sử dụng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại để nghiên cứu và đánh giá vật liệu cặn trong đường ống, bao gồm mụi than và các chất cặn khác.

Chugai Technos cung cấp các dịch vụ phân tích đa dạng như phân tích phổ XRD, FT-IR, EDX, NMR, DT/TGA, LC/MS, HPLC/MS, MS, SEM, TEM, cùng các phương pháp phân tích hóa lý nâng cao khác. Nếu bạn cần phân tích cấu trúc và thành phần vật liệu, hãy liên hệ ngay qua Hotline: 0909-714-566 hoặc để lại thông tin để Chugai Technos có thể hỗ trợ bạn một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Cuộc họp tạo điều kiện kết nối giữa chủ đầu tư của các nhà máy điện với nhà đầu tư tiềm năng và các tổ chức tài chính để tìm hiểu cơ hội đầu tư trong tương lai cho quá trình chuyển đổi năng lượng.

Ngày 28/3, Chương trình Phát triển Liên hợp quốc (UNDP) Việt Nam tổ chức cuộc họp kỹ thuật về lộ trình chuyển đổi từ sản xuất nhiệt điện than sang các giải pháp thay thế bền vững.

Mục tiêu của cuộc họp là cung cấp thông tin cập nhật về chính sách và công nghệ cho quá trình chuyển đổi các nhà máy nhiệt điện than; kinh nghiệm quốc tế về công nghệ tốt nhất hiện có (BAT); chi phí, lợi ích và tác động tiềm tàng của quá trình chuyển đổi, đồng thời thảo luận phương án cho việc ngừng hoạt động, chuyển đổi mục đích sử dụng và cải tạo các loại hình nhà máy nhiệt điện than khác nhau.

Cuộc họp tạo điều kiện cho sự kết nối giữa chủ đầu tư của các nhà máy điện với nhà đầu tư tiềm năng và các tổ chức tài chính để tìm hiểu cơ hội đầu tư trong tương lai cho quá trình chuyển đổi của các nhà máy điện than.

Cuộc họp quy tụ các bên liên quan quan trọng đến từ nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm các cơ quan chức năng Việt Nam, thành viên của Nhóm các đối tác quốc tế (IPG) và Liên minh Tài chính Glasgow vì Mục tiêu Phát thải ròng bằng “0” (GFANZ), các nhà máy nhiệt điện than, các tổ chức tài chính, ngân hàng, nhà đầu tư, đối tác phát triển và các tổ chức phi chính phủ để thảo luận kết quả của một nghiên cứu điển hình toàn diện.

Nghiên cứu đưa ra lộ trình chuyển đổi khả thi cho các nhà máy nhiệt điện than lớn của Việt Nam, cụ thể là các nhà máy Phả Lại, Cao Ngạn và Vân Phong.

Nghiên cứu đánh giá tác động, chi phí và lợi ích tiềm tàng của các phương án chuyển đổi năng lượng khác nhau.

Các chiến lược như đồng đốt sinh khối, chuyển đổi sang điện khí LNG và tích hợp các nguồn tài nguyên tái tạo đã được đánh giá cùng với công nghệ tiên tiến như, Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) và thu hồi, sử dụng và lưu trữ carbon (CCUS).

Đại diện Ngân hàng Phát triển châu Á (ADB) cũng trình bày kinh nghiệm của Indonesia và Philippines về cơ chế chuyển đổi năng lượng. Đại diện Ngân hàng Thế giới chia sẻ kết quả nghiên cứu bước đầu về các giải pháp chuyển đổi cho nhà máy nhiệt điện than Ninh Bình.

Tại cuộc họp, đại biểu thảo luận về các thông lệ quốc tế tốt nhất, tiến bộ công nghệ và mô hình tài chính để hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng của Việt Nam.

“Sự phụ thuộc của chúng ta vào sản xuất điện than đặt ra những thách thức đáng kể đối với sự phát triển bền vững và an ninh năng lượng.

Việc loại bỏ dần điện than là điều cần phải làm chứ không phải một lựa chọn, nhằm giảm lượng phát thải các bon cho nền kinh tế Việt Nam và đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0″ bà Ramla Khalidi, Trưởng đại diện thường trú UNDP Việt Nam cho biết.

Bà Ramla nhấn mạnh tầm quan trọng của những nỗ lực phối hợp giữa các bên nhằm giảm thiểu những thách thức này và sự cần thiết của một quá trình chuyển đổi công bằng và toàn diện.

“Một số lượng lớn công nhân lao động trực tiếp hoặc gián tiếp trong các hoạt động khai thác than, vận tải và sản xuất điện, đặc biệt là ở các vùng sâu vùng xa, có thể bị ảnh hưởng bởi việc ngừng sử dụng than. Điều quan trọng là phải cung cấp các hỗ trợ về đào tạo lại và tái đào tạo kỹ năng cho những người lao động và cộng đồng bị ảnh hưởng, đồng thời cần thiết để đảm bảo sự tham gia của họ và hưởng lợi từ quá trình chuyển đổi này,” bà Ramla nói.

Khi Việt Nam hướng tới đạt được mức phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050, kết quả của cuộc họp kỹ thuật này được kỳ vọng góp phần đáng kể trong việc hình thành lộ trình chuyển đổi năng lượng công bằng, bình đẳng ở Việt Nam và xa hơn thế nữa.

Thống kê từ EVN cho thấy, nguồn điện than đang chiếm khoảng 46,3% sản lượng điện sản xuất toàn hệ thống. Tuy nhiên, nguồn điện này cũng đang đối mặt với thách thức không chỉ là nguồn cung nhiên liệu, mà còn liên quan tới việc chuyển đổi nhiên liệu, nguồn vốn…

Theo báo cáo mới đây của Bộ Công Thương, công suất điện dự phòng của hệ thống miền Bắc trong năm 2024 ở mức thấp nên vẫn phải đối mặt với tình trạng căng thẳng về công suất đỉnh tại một số thời điểm (từ 13-16h, 19h-22h) trong ngày của các ngày nắng nóng, có thể xuất hiện tình trạng thiếu công suất (khoảng 420÷1.770MW) trong một số giờ cao điểm các tháng 6-7.

Thách thức về nguồn nhiên liệu

Vì vậy, Bộ Công Thương yêu cầu EVN, các Tổng công ty Phát điện, chủ đầu tư các nhà máy nhiệt điện than phối hợp TKV, Tổng công ty Đông Bắc phải chủ động thỏa thuận, thống nhất khối lượng than cung cấp và làm rõ trách nhiệm các bên trong việc cung cấp than để làm cơ sở ký kết hợp đồng mua bán than theo quy định.

EVN, PVN, TKV, các Tổng công ty Phát điện, các chủ đầu tư, các nhà máy nhiệt điện than cần đảm bảo các điều kiện để có thể huy động phát theo nhu cầu của hệ thống; Đẩy nhanh tiến độ khắc phục sự cố và đưa vào vận hành các tổ máy nhiệt điện bị sự cố dài ngày, khẩn trương khắc phục sự cố ngắn ngày.

Chủ đầu tư các nguồn nhiệt điện than chủ động thực hiện các giải pháp để đáp ứng các tiêu chuẩn về môi trường, khắc phục tình trạng suy giảm công suất khi nhiệt độ môi trường tăng cao.

Thực tế, thời điểm thiếu điện cục bộ vào tháng 5, tháng 6/2023, một số tổ máy của nhà máy nhiệt điện than đã gặp sự cố kéo dài. Theo kết quả thanh tra của Bộ Công Thương, trong 5 tháng đầu năm 2023, các nguồn nhiệt điện than miền Bắc đã xảy ra 88 sự cố tổ máy, ảnh hưởng lớn đến công suất khả dụng của toàn hệ thống điện miền Bắc.

Cụ thể, kết luận thanh tra cho biết tổng số sự cố tổ máy các nhà máy điện thuộc quản lý của EVN và các tổng công ty phát điện (GENCO) chiếm tỷ lệ 51,1% (45/88), trong đó tại khu vực miền Bắc, số tổ máy của EVN và các GENCO gặp sự cố là 26/50, chiếm tỷ lệ 52% tổng số tổ máy khu vực miền Bắc.

“Việc xử lý sự cố, khôi phục vận hành lại các tổ máy chậm gây thiếu hụt nguồn cung ứng điện cho hệ thống điện quốc gia, đặc biệt là khu vực miền Bắc trong giai đoạn cao điểm như thời gian vừa qua”, kết luận thanh tra chỉ ra. Trong đó, sự cố tổ máy S6 (300MW) Nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 kéo dài từ ngày 16/3/2021, đến thời điểm thanh tra vẫn chưa hoàn thành công tác sửa chữa để đưa vào vận hành…

Tại kết luận thanh tra về việc thực hiện các quy định của pháp luật về quản lý và điều hành cung cấp điện của EVN và các đơn vị có liên quan đến cung cấp điện, Đoàn thanh tra của Bộ Công Thương cũng chỉ ra, năm 2023, chủ đầu tư nhà máy nhiệt điện cơ bản đáp ứng đủ than cho phát điện. Tuy nhiên, có một số nhà máy nhiệt điện không nhận đủ khối lượng than Theo hợp đồng đã ký với TKV và Tổng công ty Đông Bắc (Quảng Ninh, Mông Dương 1, Duyên Hải 1, Vĩnh Tân 2…).

Năm 2023, vẫn xuất hiện tình trạng thiếu than cục bộ ở một số nhà máy nhiệt điện tại thời điểm đầu năm và kéo dài đến tháng 5, điều này thể hiện qua việc dự phòng nhiên liệu của các nhà máy ở mức thấp so với nhu cầu phát triển.

Kết quả thống kê than tồn kho theo tháng cũng cho thấy, than tồn kho năm 2022 và các tháng đầu năm 2023 của nhiều nhà máy nhiệt điện than thấp hơn so với định mức, đặc biệt là một số nhà máy nhiệt điện duy trì mức tồn kho thấp.

Không dễ chuyển sang nhiên liệu sinh khối

Bên cạnh đó, theo quy định, hiện các chủ nhà máy nhiệt điện than sẽ không còn cơ chế bảo lãnh Chính phủ cho các dự án điện vay vốn nên việc tiếp cận vốn vay từ nước ngoài gặp nhiều khó khăn.

Một chủ đầu tư nhà máy nhiệt điện than chia sẻ, dù đã đàm phán được khoản vay thương mại với ngân hàng của Trung Quốc nhưng dự án không thể triển khai do Trung Quốc thay đổi chính sách, không cho vay các dự án điện than. Do vậy, doanh nghiệp phải tìm nguồn vốn huy động trong nước, tính toán cả lộ trình chuyển đổi nhiên liệu từ nhiệt điện than sang điện sinh khối theo yêu cầu của Quy hoạch điện VIII.

Chưa kể, theo Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021 – 2030, tầm nhìn đến năm 2050 (Quy hoạch điện VIII), Việt Nam sẽ không xây dựng các nhà máy nhiệt điện than mới sau năm 2030. Đồng thời, các nhà máy nhiệt điện than phải xây dựng lộ trình chuyển đổi sang nhiên liệu sinh khối, amoniac, nếu đủ 40 năm vận hành nhưng không chuyển đổi nhiên liệu sẽ phải dừng hoạt động.

Tuy vậy, việc chuyển đổi nhiên liệu cũng không hề dễ. Tại cuộc họp với Bộ trưởng Bộ Công Thương diễn ra hồi tháng 6 vừa qua, ông Nguyễn Tài Anh, Phó Tổng giám đốc EVN nói rằng, khó khăn chính là công nghệ đốt trộn amoniac hiện nay trên thế giới chưa hoàn thiện, mới chỉ trong giai đoạn thử nghiệm, chưa có nhà máy nào ở Việt Nam cải tiến, thử nghiệm đồng đốt amoniac và có đánh giá về tính kinh tế, kỹ thuật cũng như các ảnh hưởng tác động đến con người, môi trường và thiết bị.

Thêm vào đó, ý kiến từ các chủ đầu tư khác như TKV, Tổng công ty phát điện 1, 2, 3 cùng các chủ đầu tư khác đều băn khoăn về giá biomass trên thị trường cao hơn giá than, chưa có cơ chế chính sách về hỗ trợ giá chuyển đổi cho các nhà máy thực hiện đồng sinh khối, amoniac để các nhà máy mở rộng thử nghiệm, tìm kiếm đối tác cung cấp nguyên liệu lâu dài và chất lượng.