Cortec^® Publie un nouveau guide sur la corrosion dans l'industrie des pâtes et papiers

1er février 2024

Les usines de pâte et de papier peuvent être des environnements très corrosifs, notamment en raison des produits chimiques souvent utilisés pour le délitage. Cela affecte autant les structures que les équipements. De plus, lorsqu'une usine est à l'arrêt, des actifs de grande valeur sont confrontés à une autre dimension du risque de corrosion lorsqu'ils sont inactifs. Pour répondre à ces préoccupations, le directeur technique – Énergie et solutions d'ingénierie de Cortec, Jim Holden, P.E., qui a travaillé directement sur la préservation des actifs dans les usines de papier, a créé un guide sur la corrosion dans l'industrie de la pâte et du papier.

Aperçu de la pâte et du papier

Le guide commence par un aperçu des procédés, des équipements et des menaces générales de corrosion dans les papeteries. Il identifie ensuite les domaines spécifiques où une protection peut être nécessaire. Ceux-ci comprennent le béton, l'acier de construction, les paliers de machine à papier, les systèmes d'huile et d'eau de refroidissement, les systèmes électriques, les équipements rotatifs, les vannes et les surfaces usinées externes.

Stratégies de protection contre la corrosion

Certaines stratégies peuvent être appliquées à l'équipement opérationnel, tandis que la majorité est conçue pour une conservation réussie pendant les arrêts. La remise en état structurelle est valable pour les deux périodes et comprend la réparation du béton avec le MCI.^® mortiers de réparation et inhibiteurs de corrosion appliqués en surface (SACI), ainsi que le décapage de la rouille sur les surfaces métalliques. Les stratégies opérationnelles de protection contre la corrosion comprennent l'utilisation de VpCI^® Émetteurs pour systèmes électriques, inhibiteurs de corrosion pour systèmes d'eau de refroidissement et de condensation, et VpCI^® aérosols pour l'entretien des fixations et des douilles de vannes. Les phases d'arrêt et de stockage reçoivent le plus d'attention dans ce guide, car c'est le domaine d'expertise principal de Cortec. VpCI^® fluides de fumigation pour les circuits de turbine, additifs d'huile pour les boîtes de vitesses et CorrLube^™ VpCI^® La graisse EP au lithium pour la purge des roulements fait partie des technologies et techniques clés décrites.

Équiper les propriétaires de centrales électriques

À tout moment du cycle de vie d'une plante, il est important que les propriétaires et les gestionnaires de l'industrie des pâtes et papiers soient équipés de diverses façons de prévenir la corrosion et de maintenir la valeur des actifs. Le nouveau guide de Cortec offre des réponses précieuses, en particulier durant la période critique de mise en sommeil, qui aident les décideurs à y parvenir. Faites défiler vers le bas pour en savoir plus sur la “ Corrosion dans l'industrie des pâtes et papiers ”.” Contacter Cortec^® pour une aide spécifique.

Mots-clés : corrosion dans l'industrie papetière, guides de calage Cortec, corrosion dans les usines de pâte et papier, calage des paliers, réparation du béton, arrêt d'usine de papier, VpCI, préservation des actifs, atténuer la corrosion, risques de corrosion sur les équipements inactifs

Corrosion dans l'industrie des pâtes et papiers

Les sites de papeteries comprennent quatre installations principales :
Moulins
• Centrale électrique et sous-station
Entrepôt
Usine de traitement des eaux usées

Chaque installation subit de la corrosion en raison des gaz corrosifs générés dans le laminoir et la station d'épuration. Le présent document se concentrera
sur la protection contre la corrosion dans l'usine, l'entrepôt et la station d'épuration.[1]

Des études menées par CC Technologies et publiées en mars 2002 ont estimé le coût direct annuel de la corrosion dans l'industrie de la pâte à papier et du papier à $6,0 milliards.[2] Ce coût n'inclut pas les coûts liés à la perte de revenus. Le coût de la corrosion devrait augmenter avec le vieillissement des installations et la diminution de la main-d'œuvre expérimentée en raison des départs à la retraite et des réductions d'effectifs.

Il existe deux principales méthodes de fabrication de pâte à papier utilisées dans l'industrie : la méthode mécanique et la méthode chimique. La fabrication chimique est utilisée dans environ 90% des cas. Le procédé au sulfate, ou procédé Kraft, est le principal procédé chimique ; il représente environ 80% de la capacité de fabrication chimique de pâte à papier.[3] L'un des principaux inconvénients du procédé de pâte chimique est la génération de gaz corrosifs et de gaz à effet de serre.

Gaz et liquides corrosifs typiques :[4] • H₂DONC³ Acide sulfureux
• H₂DONC₄ Acide sulfurique
• ORL₃ – Acide nitrique
• Liqueur noire
Liqueur blanche
• Liqueur verte
Bisulfite de calcium
• Oxyde de calcium – Cao
• NaOH – Hydroxyde de sodium
Na₂CO₃ – Carbonate de sodium
• CO₂ Dioxyde de carbone
• H₂S – Sulfure d'hydrogène
• donc₂ – Dioxyde de soufre

La plupart des produits chimiques corrosifs se trouvent dans les zones de l'usine où les fibres de bois sont décomposées ou digérées. Les liqueurs de cuisson mentionnées ci-dessus (blanche, verte et noire) sont toutes très corrosives ; contiennent des ingrédients potentiellement dangereux et/ou toxiques ; et corrodent les tuyaux, les vannes, les pompes, etc. avec lesquels elles entrent en contact. Chaque système et composant impliqué dans le processus de fabrication du papier est impacté négativement par l'atmosphère de l'usine.

Procédé de fabrication du papier

Il existe trois principaux types de machines à papier utilisés aujourd'hui dans l'industrie — la machine Fourdrinier, les formeurs à double toile et les formeurs multicouches — dont la Fourdrinier est la plus répandue.[5] Les gaz corrosifs attaquent non seulement les équipements, mais aussi les composants en béton et en acier des structures de l'infrastructure de l'usine. Par conséquent, tout programme de prévention de la corrosion doit traiter les structures, les équipements et les systèmes afin de minimiser le coût total de la corrosion pour l'usine. Cortec^® Inhibiteurs de corrosion en phase vapeur et inhibiteurs de corrosion migratrice (MCI)^®)) assure la protection contre la corrosion en chassant l'humidité (action hydrophobe) de la surface métallique et en neutralisant la charge électrique de surface (liaison ionique). Cela élimine les électrons/protons libres qui interagissent avec les éléments corrosifs, empêchant ainsi l'initiation des cellules de corrosion. Cortec^® des produits ont été développés pour optimiser la prévention de la corrosion dans des atmosphères corrosives telles que celles rencontrées dans les usines de pâte à papier.

BÂTIMENTS

Le béton existant doit être inspecté à l'aide d'équipements de mesure de corrosion GalvaPulse ou iCorr pour identifier les dommages potentiels. Des lectures significatives peuvent être réalisées efficacement à l'aide d'un réseau en grille et d'une analyse statistique. Une fois les dommages identifiés, ils peuvent être réparés à l'aide de Cortec.® MCI® mortiers de réparation améliorés et en suivant la procédure de réparation recommandée.

Cortec^® mortiers de réparation / adjuvants pour mortier de réparation comprennent les éléments suivants :
• MCI^® -2006 NS
• MCI^®-2023
• MCI^® Mini Grenades
• MCI^®-2039 Mortier de réparation horizontal haute performance
• MCI^®-2040 Mortier de réparation vertical/aérien haute performance

Les bétons existants en bon état peuvent être protégés par des traitements de surface tels que le MCI^®-2020 Séries et scellants imperméabilisants/résistants aux intempéries tels que MCI^®-2018, MCI^®2019, MCI^®-2021, et le MCI^®-2022 Série. Les inhibiteurs dans ces produits migrent dans le béton au fil du temps pour
protéger les armatures et treillis soudés intégrés.

ACIER DE STRUCTURE

Des situations telles que celle représentée surviennent lorsque les revêtements conventionnels sont rayés et/ou écaillés, permettant à l'humidité et aux gaz corrosifs d'atteindre le métal nu. La corrosion est un produit volumineux et, à mesure qu'elle se développe, elle exerce une pression sur le revêtement, dépassant éventuellement la force d'adhérence du revêtement, provoquant le décollement du revêtement du métal et exposant des surfaces supplémentaires à l'atmosphère corrosive. Au fur et à mesure que cette réaction progresse, des cloques apparaissent, suivies de bulles et, finalement, de feuillets de revêtement se décollant de la surface. Avec le temps, cela conduit finalement à la défaillance de la structure à moins que des mesures appropriées ne soient prises. Les méthodes de réparation conventionnelles comprennent le nettoyage mécanique, le sablage, le meulage ou le brossage métallique, suivis d'une repeinture avec le même revêtement.

Cortec^® Les antirouilles, nettoyants et revêtements avec inhibiteurs de corrosion offrent un processus plus convivial et économique. La première étape consiste à traiter la corrosion existante. S'il reste suffisamment de section de métal pour répondre aux exigences de conception minimales, Cortec^® dégraissants pour la rouille VpCI^®-422, VpCI^®-423, ou VpCI^®-426 peut être utilisé pour dissoudre la rouille sans nettoyage mécanique. Le métal doit ensuite être rincé avec un nettoyant/neutralisant alcalin tel que VpCI^®-414, VpCI^®-416, ou le VpCI^®-418 Série. Ce procédé est bon pour les petites surfaces.

Pour les plus grandes surfaces, il peut être nécessaire de les souffler à l'air ou de les nettoyer à haute pression pour éliminer les particules lâches et les contaminants. Une fois propre, la surface peut être recouverte de CorrVerter^® Apprêt convertisseur de rouille, qui convertit l'hématite en magnétite. Le CorrVerter^® est blanc à l'application et devient noir une fois entièrement durci. Plusieurs systèmes de revêtement inhibiteur de corrosion sont disponibles en tant que couches de finition.
over CorrVerter^®.

La section de tuyau sur la photo présente un système de revêtement où une surface rouillée a été conditionnée pour la peinture à l'aide du CorrVerter mentionné ci-dessus.^® processus, puis amorcé avec VpCI^®-396 (uréthane polyuréthane monocomposant à séchage par humidité) et recouvert d'une couche de finition avec VpCI^®-384 (uréthane 2K à base de solvant). Cette combinaison particulière offre une excellente résistance chimique, une très bonne résistance aux UV/couleur, et répond aux critères ISO 12944 C5/CX pour la protection contre la corrosion.[6]

SYSTÈMES ET ÉQUIPEMENTS DE PLANTES

Le cœur et l'âme de la papeterie est la machine à papier. Les principaux composants de la machine à papier sont le bâti, les cylindres et les paliers (voir image d'un palier de machine à papier avec corrosion).[7] (à gauche). Chacune est soumise à la corrosion due à l'eau présente dans le processus de fabrication du papier et aux gaz corrosifs de l'air ambiant. Le cadre est soumis à des défaillances de revêtement similaires à celles décrites pour l'acier de construction et peut être traité en conséquence. Les roulements sont soumis à une gravure par l'eau dans des conditions de fonctionnement et statiques. Il est recommandé, dans les 48 heures suivant l'arrêt de la machine à papier, de purger tous les roulements lubrifiés à la graisse avec Cortec^® CorrLube™ VpCI® Graisse au lithium EP. Les roulements doivent rester remplis de cette graisse jusqu’à leur remise en service, moment auquel ils peuvent être laissés tels quels ou purgés et remplacés par une graisse non-VpCI.^® graisse. Pour les systèmes lubrifiés à l'huile, il est recommandé que Cortec^® M-535 Il convient de l'ajouter à l'huile de service à raison de 2% à 3% en volume, puis de faire circuler le mélange pendant une heure. Il est recommandé de procéder à des tests de compatibilité entre le M-535 et l'huile de service avant d'utiliser le M-535 en conditions de fonctionnement. Contactez Cortec^® À des fins de test. S'il n'est pas possible d'ajouter le M-535 à l'huile de fonctionnement, les roulements des rouleaux doivent être brumisés avec du M-535 ou du M-531.

Les machines à papier comportent plusieurs rouleaux qui remplissent diverses fonctions au fur et à mesure que la fibre entre dans la partie humide de la machine et que le papier fini en sort à l'autre extrémité. Ces rouleaux subissent de la corrosion pendant le fonctionnement, l'arrêt, la réparation et le stockage en entrepôt.[8] La corrosion peut être traitée pendant ces périodes par l'utilisation de Cortec^® Les produits. La rouille extérieure peut être éliminée à l'aide de l'un des décapants de rouille de Cortec, tel que VpCI.^®-422, VpCI^®-423, ou VpCI^®-426, suivi d'un rinçage avec une solution 10% de Cortec^® nettoyant tel que VpCI^®-414, VpCI^®-415, VpCI^®-416, ou un produit similaire. La corrosion interne peut être éliminée en remplissant l'intérieur du rouleau avec du VpCI^®-422 ou VpCI^®-426, attendre une heure, puis vidanger et rincer avec un Cortec^® nettoyant. Une fois toutes les surfaces internes et externes propres et sans rouille, les internes peuvent être traités par brouillard avec VpCI^®-337 à 0,3-0,5 oz/pi3 (0,31-0,52 L/m3), puis emballé sous film rétractable avec soit VpCI^®-126 HP Film rétractable UV ou MilCorr^® VpCI^® Film rétractable. Une fois enveloppé, le rouleau peut être stocké à l'extérieur si nécessaire sans risque de corrosion.

SYSTÈMES D'EXPLOITATION

Systèmes fluides
• Systèmes de lubrification – Ajouter du M-535 à raison de 2,0 à 3,01 TP4T en volume à l'huile de service.

REMARQUE : Contacter Cortec^® pour les tests de compatibilité avant utilisation en exploitation.
• Systèmes d'eau de refroidissement – Ajouter VpCI^®-649 à 1500-3000 ppm pour traiter les systèmes de refroidissement en circuit fermé et VpCI^®-647 à 50-100 ppm pour le traitement continu des systèmes en circuit ouvert. Le système doit être surveillé avec des coupons de corrosion ou d'autres moyens pour assurer un dosage adéquat. Contacter Cortec^® pour des conseils d'application.
Systèmes d'eau d'alimentation / de condensation – Ajouter S-15 à 2-5 ppm par traitement continu.
• Traitement des eaux usées ou prétraitement des procédés – Utilisez Bionetix^® BCP57™.[9] Contact Bionetix^® International pour obtenir des conseils.

Systèmes électriques
Divers types de commandes et de moteurs électriques/électroniques sont situés dans toute l'usine, dans chaque processus. Les composants de ces commandes et de ces moteurs
sont faits de divers métaux tels que l'acier, l'argent, le cuivre, et de matériaux diélectriques qui sont susceptibles à la corrosion.[10] Placez la taille appropriée de l'émetteur
dans des panneaux de commande et des boîtes de jonction.
• VpCI^®-101 Appareil – 1 pi3 0,03 m3)
• VpCI^®-105 – 5 pi3 0,15 m3)
• VpCI^®-111 – 3,35 m3 0,31 m3)
• VpCI^®Pochette -308 – 35 pieds3 1,0 m3)

Surfaces extérieures
• Fixations filetées et paliers – Pulvériser les fixations, en particulier les boulons et écrous du corps de garniture, avec VpCI^® Super Pénétrant ou ÉcoLigne^® Prévention de la rouille à long terme.
• Bague de tige de valve – Vaporiser avec CorShield^® VpCI^®-369 (aerosol).

SHUTDOWN AND WAREHOUSING

NOTE: Fogging should be done in short bursts of 15-20 seconds with hold time of 15-20 seconds between bursts. This process should be continued until the required amount of product is applied.

When possible, fog from high elevation to low elevation. This process can be facilitated by placing an air mover or vacuum pump at the opening farthest from the point of application.

Recommended application equipment is an airless paint sprayer with a 0.015” (0.38 mm) diameter nozzle (tip).

Contacter Cortec^® for product selection and application assistance.

Rotating Equipment (Pumps, Turbines, Compressors)
• Flow Path – Fog with one of the following: VpCI^®-337 at 0.3-0.5 oz/ft3 (0,31-0,52 L/m3), CorroLogic^® Fogging Fluid VpCI^®-339 at 0.15-0.20 oz/ft3 (0.16-0.21 L/m3), or Boiler Dragon™ at 0.7-1.0 oz/ft3 (0.7-1.0 L/m3).

Lubrication Systems
During shutdown, equipment can be laid up either wet or dry.
• Wet Layup – Add M-535 at 2-3% by volume to operating oil and circulate for one hour. System may be left at operating level or drained. If system is left full and the existing oil is to be used during operation with the M-535 additive, contact Cortec® for compatibility testing data prior to operation.
• Dry Layup – Dry layup is accomplished after the system has been drained by fogging M-535 at 0.3-0.5 oz/ft3 (0,31-0,52 L/m3) into all bearing housings, piping, and sumps. It normally does not require removal prior to startup.

Gearbox
During shutdown, equipment can be laid up either wet or dry.
• Wet Layup – Add M-535 at 2-3% by volume to operating oil and circulate for one hour. System may be left at operating level or drained. If system is left full and the existing oil is to be used during operation with the M-535 additive, contact Cortec^® for compatibility testing data prior to operation.
• Dry Layup – Dry layup is accomplished after the system has been drained by fogging M-535 at 0.3-0.5 oz/ft3 (0,31-0,52 L/m3) into all bearing housings, piping, and sumps. It normally does not require removal prior to startup. Dry layup is recommended for warehouse storage.

Motors
Place a VpCI^®-101 Device in the junction box. Shrink wrap the unit with VpCI^®– 126 HP UV Shrink Film or MilCorr^® VpCI^® Shrink Film for outdoor storage.

Cooling Water Systems
• Wet or Wet-Dry Layup – Add VpCI^®-649 at 1500-3000 ppm to treat closed loop cooling systems. Circulate one hour prior to shutting down the system. System can be left filled (wet layup) or drained (wet-dry layup).
• Dry Layup – Dry layup is accomplished after the system has been drained by fogging VpCI^®-337 at 0.3-0.5 oz/ft3 (0,31-0,52 L/m3) into all coolers, piping, and valves. VpCI^®-337 normally does not require removal prior to startup.

External Machined Surfaces (Shafts, Mounting Surfaces, etc.)
Remove existing corrosion with VpCI^®-423 (applied by brush); let sit for one hour; then remove with a 10% solution of VpCI^®-414. After cleaning, coat with one of the following: VpCI^®-391 (water-based acrylic, dries clear ≈ 1 mil DFT) provides ≈ 24 months protection and can be welded. EcoShield^® VpCI^®-386 (water-based acrylic, dries clear ≈ 1 mil DFT) provides > 24 months protection and can be welded and painted.

Static Equipment (Boilers, Tanks, Condensers, etc.)
Fog with VpCI^®-337 at 0.3-0.5 oz/ft3 (0,31-0,52 L/m3).

Piping Systems (Contact Cortec® for Guidance)
• Oil and Hydraulic Piping Systems – Fog with M-531 or M-535 at 0.3-0.5 oz/ft3 (0,31-0,52 L/m3).
• Non-Lubrication or Hydraulic Piping (Steam, Water, etc.) – Fog with VpCI^®-337 at 0.3-0.5 oz/ft3 (0,31-0,52 L/m3).

Valves
Fog the valve internals with either VpCI^®-337 or ElectriCorr™ VpCI^®-239. Coat flange faces with either VpCI^®-369 D or VpCI^®-391. Spray fasteners, especially packing body bolts and nuts, with VpCI^® Super Penetrant or EcoLine^® VpCI^® Long Term Rust Preventative. Spray the valve stem bushing with CorShield^® VpCI^®-369 (aerosol). Shrink wrap with either VpCI^®-126 HP UV Shrink Film or MilCorr^® VpCI^® Shrink Film.

Roll Bearings
Flush to remove old grease. Pack with CorrLube™ VpCI^® Lithium EP Grease. Wrap with CorShield^® VpCI^®-146 Paper or VpCI^®-126 Film, or place in a VpCI^®– 126 Bag.

Ball Bearings and Other Small Rolling Element Bearings
Spray with EcoSpray™ 325 Industrial Lubricant and either wrap with CorShield^® VpCI^®-146 Paper or place in a VpCI^®-126 Bag.

Shafting
Inspect for rust and remove rust as necessary using VpCI®-423 and VpCI®-414. Once shafting is clean and dry, coat with ElectriCorr™ VpCI®-239 and either wrap with VpCI®-126 Film or coat with VpCI®-391 and do not wrap.

Small Items
• Electricals/Electronics – Spray with ElectriCorr™ VpCI^®-239 and place in EcoSonic^® VpCI®-125 (static-dissipative corrosion inhibiting bag) or VpCI^®-126 Bag.
• Metal Components – Spray with ElectriCorr™ VpCI^®-239, VpCI^®-369 D, or EcoSpray™ 325 Industrial Lubricant. Wrap with CorShield^® VpCI^®– 146 Paper or VpCI^®-126 Film, or place in VpCI^®-126 Bags.
• Parts Cleaning – VpCI^®-418 LM has proved to be an effective product that is safer for operators to manage and apply than products such as potassium hydroxide, which has harsh fumes, creates havoc in wastewater applications, and provides no protection against flash rusting after the item has been cleaned.

References:
1. Information on power plant layup can be found at <https://www.cortecvci.com/layup-of-various-typesof-power-plants/>. Information on substation layup information can be found at <https://www.cortecvci. com/substation-preservation-corrosion-prevention/>.
2. Virmani, Y. Paul. “Corrosion Costs and Preventive Strategies in the United States.” Publication No. FHWARD-01-156. USDOT Federal Highway Administration, March 2002. Accessed 12 Oct 2022 <https://www. watermainbreakclock.com/wp-content/uploads/2020/08/techbrief.pdf>.
3. “Conductivity Measurements for Kraft Pulping.” Yokogawa. Accessed 25 Oct 2022 <https://www.yokogawa. com/us/library/resources/application-notes/kraft-pulping/>.
4. “Pulp and Paper Mills.” Construction Health and Safety Manual, Chapter 33. IHSA.ca. Accessed 12 Oct 2022
<https://www.ihsa.ca/rtf/health_safety_manual/pdfs/locations/Paper_Mills.pdf>.
5. “Papermaking: Overview and Introduction.” The University of British Columbia, Jan 2013. Accessed 13 Oct
2022 <https://www.fibrelab.ubc.ca/files/2013/01/Topic-11-Papermaking-Introduction-text.pdf>.
6. “High Performance Coatings Product Line Guide.” Cortec® Technical Services, 25 Jul 2022.
7. Kerley, Lucas (Mobil Oil) and Scott Bryan (US Water). “Considerations for Improved Bearing Life.” 20 Aug 2015.
8. Cortec^® Corporation. “Long-Term Preservation of Twin Roll Press Roll.” Cortec® Case History 723, Jun 2021. Accessed 12 Oct 2022 <http://www.corteccasehistories.com/>.
9. BCP57™ product page. Bionetix® International. Accessed 13 Oct 2022 <https://www.bionetix-international. com/products/bcp57/>.
10. Yadav, Arjun, et al. “A Case Study Paper on Corrosion of Electrical Conductors in Pulp and Paper Industrial Applications.” International Journal of Electrical and Electronics Engineers, Vol. No. 8, Issue 01, Jan-Jun 2016. Accessed 13 Oct 2022 <https://www.corrosion-protect.com/wp-content/uploads/2019/02/IJEEE-CaseStudy-06-16.pdf>.

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