چهارشنبه 24 مرداد 1397  |

پالایشگاه‌ها و واحدهای تولید قیر خالص

مقدمه
کاربرد قیر در راهسازی برای تولید مخلوط بتن آسفالتی بوده و یکی از اجزای یک طرح آسفالتی محسوب می شود. طی چند سال گذشته افزایش قیمت قیر و سود مترتب بر آن برخی از افراد فرصت طلب را به سوی خود کشانده و با روشهای مختلف اقدام به تولید قیرهای غیر استاندارد نموده است. و متاسفانه  استفاده از این نوع قیر در برخی از پروژه ها رواج یافته است.
از آنجا که این قیرها دارای ظاهر و حالت فیزیکی شبیه به قیرهای نفتی خالص می باشند، تشخیص آنها به آسانی امکان پذیر نیست. قیرهای غیر استاندارد با استفاده از روش ها و فرآیندهای مختلفی ساخته می شوند. به عنوان مثال دسته ای از آنها با استفاده از باقیمانده های حاصل از تقطیر نفت کوره تولید می شوند. برخی دیگر با بکارگیری ضایعات هیدروکربنی صنایع مختلف منجملهضایعات هیدروکربنی اسیدی حاصل از فرآیند تصفیه مجدد روغن های موتور، که به لجن اسیدی معروفند، ساخته می شوند. استفاده از قیرهای طبیعی به صورت غیر اصولی روش دیگر ساخت قیرهای غیر استاندارد می باشد. از آنجا که استفاده از قیرهای غیر استاندارد باعث ایجاد اثرات مخرب و زیان آور بسیار زیادی در صنعت قیر و راهسازی و آسفالت کشور شده است، لذا ضروری است تا نسبت به ایجاد روش های شناسایی و تشخیص آنها اقدام گردد. لذا لازمست با انجام آزمایش هایی نسبت به شناسایی این نوع به اصطلاح قیر از قیر نفتی اقدام نمود.
هدف از این گزارش ارائه روشهای تشخیص سریع قیرهای غیر استاندارد می باشد. در واقع شناسایی آزمایشهایی که در کمترین زمان ممکن و البته بصورت مرحله ای قادر به تعیین ویژگیهای قیری قیرهای غیر استاندارد در مقایسه با قیرهای استاندارد می باشد.
با توجه اثرات مالی این نوع آزمایش ها در تایید یا رد قیر عرضه شده به بازار توسط شرکتها و واحدهای قیر ساز، لازمست از آزمایشهایی استفاده شود که دارای استاندارد ملی یا بین المللی باشد.
هر چند روشهایی برای تشخیص قیر غیر استاندارد در بازار مصرف وجود دارد که البته بدلیل نداشتن ردیف استاندارد و تست متد قابل قبول مراکز ذیصلاح، در این نوشتار و برای پیاده سازی این هدف در بازار قیر کشور از معرفی آنها پرهیز شده است.
امید است با تکمیل روشها و آزمایش های معرفی شده امکان تشخیص زودهنگام قیرهای تقلبی قبل از تخلیه آن در مخازن کارگاه‌های کارخانه های آسفالت فراهم شود.
انواع قیر
قیرهای مصرفی در راهسازی عمدتا دو نوع است: اگر از معدن به دست آید قیر طبیعی یا معدنی و هرگاه از پالایش نفت خام حاصل شود قیر نفتی نام دارد. در راهسازی باید از قیرهای نفتی استفاده شود، قیر طبیعی صرفا بصورت ترکیب با قیر نفتی می تواند در مواردی به عنوان اصلاح کننده قیر نفتی استفاده شود.
انواع قیرهای نفتی:
- قیرهای خالص ( Asphalt Cement):
قیرهایی که مستقیما در برج تقطیر در خلاء پالایشگاه به دست می آید و یا مختصری در جریان فرآیند هوادهی قرار می گیرد، قیرهای خالص نامیده می شود. این قیرها باید همگن و فاقد آب بوده و دمای گرم کردن آن هیچ گاه از 175 درجه سانتیگراد تجاوز ننماید.
مشخصات فنی قیرهای خالص مصرفی در راهسازی که بر اساس درجه نفوذ تقسیم بندی شده اند باید با جدول14-1 نشریه 101 با عنوان مشخصات فنی عمومی راه مطابقت داشته باشد.
در این جدول درجه نفوذ، درجه اشتعال، خاصیت انگمی، درجه خلوص و نقطه نرمی و روشهای آزمایش مربوطه و همچنین حدود رواداریها مشخص شده است که در ادامه آورده شده است.
- قیرهای دمیده (Blown Asphalt):
قیرهای خالص را تحت فشار و در حرارت 200 تا 300 درجه سانتیگراد هوا می دهند تا اتم های هیدروژن موجود در مولکولهای قیر با اکسیژن هوا ترکیب شود و با ایجاد واکنشهای پلیمریزاسیون، هیدروکربورهای سنگین تری به دست آید که درجه نفوذ کمتر و نقطه نرمی بیشتری نسبت به قیر خالص اولیه داشته باشد. این قیرها در مقایسه با قیرهای خالص حساسیت کمتری در برابر حرارت دارند و درجه نفوذ آنها کمتر است. قیرهای دمیده مصرف زیادی در راهسازی ندارند. این قیرها برای پر کردن ترکهای روسازیهای بتنی و پر کردن درزهای رویه های بتنی استفاده می شود.
- قیرهای محلول ( Liquid Asphalt):
قیرهای محلول یا قیرهای پس برگشته، از حل کردن قیرهای خالص در حلالها و یا روغنهای نفتی به دست می آید.قیرهای محلول در راهسازی برای اندود سطحی، نفوذی، آسفالت سطحی، آسفالت سرد کارخانه ای و یا آسفالت مخلوط در محل مصرف می شود. این نوع قیرها بر حسب سرعت گیرش و نوع حلال به سه گروه قیرهای زودگیر، قیرهای کندگیر، قیرهای دیرگیر تقسیم بندی می شوند.
 آزمایش‌های کنترل کیفیت قیر
برای کنترل کیفیت مواد قیری و کارهای انجام شده باید حداقل یکبار در مرحله شروع آسفالت و همچنین در حین اجرای کار و متناسب با پیشرفت عملیات، هر وقت که دستگاه نظارت لازم بداند آزمایشهای لازم روی قیرهای مصرفی انجام می شود.
قیر مصرفی باید همگن و وقتی که تا 176 درجه سانتیگراد گرم می شود کف و دود نکند.
برای گرم کردن قیر باید از لوله های روغن یا بخار یا دستگاههای الکتریکی استفاده کرد. کاربرد شعله مستقیم آتش که با بدنه مخازن قیر در تماس باشد به هیچ وجه مجاز نیست. دستگاه نظارت موظف است از تخلیه قیر تانکرهایی که از شعله مستقیم آتش جهت گرم کردن استفاده می کنند، جلوگیری نموده و پیمانکار نیز باید از تخلیه قیر چنین تانکرهایی جدا خودداری نماید.
درجه حرارت قیر در مخازن و لوله ها و هنگام اختلاط با سنگدانه ها در مخلوط کن کارخانه آسفالت نبایستی از 175 درجه سانتیگراد برای قیرهای خالص تجاوز نماید.
تانکرهای حمل قیر و همچنین تانکرهای قیر کارگاه باید مجهز به حرارت سنج باشد. یک حرارت سنج در قسمت تحتانی تانکر و دیگری در قسمت فوقانی نصب می شود. در کارخانه آسفالت نیز باید حرارت سنج برای قیر نصب شده باشد به طوری که هر زمان بتوان درجه حرارت قیر را کنترل نمود.
قیر در مخازن فلزی و استخرهای بتنی در کارگاه ذخیره می شود. در صورت استفاده از استخر باید کف و دیواره ها بتنی و سقف آن سر پوشیده باشد تا قیر کاملا از گرد و غبار، بارندگی و دیگر آلاینده ها محفوظ بماند. وسایل گرم کردن قیر باید در کف استخر پیش بینی گردد.
کارخانه آسفالت باید به وسایلی مجهز باشد که قیر را با درصد لازم و با حدود تغییرات مجاز معادل (مثبت منفی 1/ .) درصد وزن کل قیر به صورت گرد وبافشار بر روی مصالح سنگی پخش نماید.
یک میزان الحراه مسلح که از 100 تا 200 درجه سانتیگراد را نشان دهد، بایست در روی لوله تخلیه قیر به واحد مخلوط کننده در محلی که نزدیک یک شیر تخلیه باشد، نصب شود. قیر مورد احتیاج برای هر مرحله تولید آسفالت نباید بیش از 15 ثانیه پس از آغز جریان تخلیه قیر به طول انجامد.
وسایل اندازه گیری قیر باید قیر مورد نیاز را که در هر مرحله تخلیه می شود به دقت 1 کیلو گرم اندازه گیری نماید.
قیر مورد مصرف در طرح مخلوط ( برای تهیه طرح مخلوط) نیز باید از مخازن ذخیره کارگاه و با توجه به روش آشتو 40T نمونه برداری شود(حداقل 10 کیلو گرم).
قیر مصرفی برای آسفالت گرم یک بار در شروع کار، و در حین اجرای کار به ازای هر 2000 تن قیر وارده باید مورد آزمایش قرار گیرد.
(توجه: عدد 2000 تن پیشنهادی در نشریه 101 در زمانی تدوین شده که قیمت قیر پایین بود لذا در حال حاضر پیشنهاد می شود که برای هر تانکر ورودی به کارگاه یعنی از هر 20 تن آزمایشهای اولیه و برای هر 100 تن تمام آزمایشات تعیین ویژگی های قیری انجام شود.)
درجه بندی قیر در راهسازی بر دو مبنای درجه نفوذ و عملکردی تقسیم می شوند که مشخصات مربوطه درمورد درجه بندی درجه نفوذ در جدول 5-1 و بر مبنای درجه بندی عملکردی بر مبنای جدول6-1 آورده شده است. این جداول از نشریه شماره 234 با عنوان آیین نامه روسازی آسفالتی راه های ایران گرفته شده است.
آزمایشات مربو به روش درجه بندی عملکردی در شناسایی سریع و در زمان کم برای کیفیت و ویژگیهای قیر کاربرد نداشته و برای شناسایی سریع ویژگی های اولیه قیر برخی از آزمایشات درجه بندی بر مبنای میزان نفوذ کاربرد دارد. همچنین آزمایش لکه نیز برای این منظور استفاده می شود.
در زیر بعد نوع و زمان انجام برخی از آزمایش هایی که با هدف این نوشتار مطابقت داشته آورده شده است.

آزمایش
روش آزمایش
  مدت زمان تقریبی
انجام آزمایش* (ساعت)
ASTM
AASHTO
 ISIRI (ایران)
 
 لکه مواد قیری  (Spot Test)
 -  T102
 2949
 1 (**24)
 درجه نفوذ  (Penetration)
 D5
 T49
 2950
 3
 درجه حلالیت در تری کلرواتیلن (Solubility)
 D2042
 T44
 2953
 3
 نقطه اشتعال (Flash Point)
 D92
 T48
 2954
 1
 تاثیر گرما و هوا بر قیر (آزمایش لعاب نازک قیر) (TFOT)
 D1754
 T179
 2957
 6
 کشش‌پذیری  (Ductility)
 D113
 T51
 3866  3
 نقطه نرمی (Softening Point)
 D36
 T53
 3868
 1
 چگالی (Density)
 D70
 T228
 3872
 2
 کندروانی کینماتیکی (Saybolt Viscosity)
D2170 
 T201
 -  1
 کندروانی سیبولت (Saybolt Viscosity)
 D88
 T72
 -  1


فرم ارزیابی پالایشگاه‌های قیر

انتخاب رنگ:
عرض اسکین:
پترن زمینه:
ستون های مگا منو:
گزینه جستجو: خروج