การประยุกต์ใช้วัสดุ bimetallic ในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนของสนามเคมีถ่านหิน

Jan 06, 2023

ในอุตสาหกรรมการขนส่งและการกลั่นน้ำมันและก๊าซ การกัดกร่อนที่เกิดจาก H2S, CO2, H2S, HCl และ HCN จะนำไปสู่การกัดกร่อนของท่อและอุปกรณ์ในการขนส่งและการผลิต ซึ่งจะส่งผลกระทบร้ายแรงต่ออายุการใช้งานและความปลอดภัยของอุปกรณ์ ท่อคอมโพสิตและข้อต่อ Bimetallic ใช้เหล็กกล้าคาร์บอนหรือเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำเป็นวัสดุฐาน และหุ้มด้วยโลหะที่ทนทานต่อการกัดกร่อน เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกหรือโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก ชั้นฐานรองรับแรงดันของระบบ และสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนของตัวกลาง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตน้ำมันและก๊าซ การจัดเก็บ การขนส่ง และการกลั่น ในทำนองเดียวกัน syngas ที่เกิดจากการแปรสภาพเป็นแก๊สของถ่านหินยังมีตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น H2S, CO2, H2S, HCl และ HCN และมีกลไกการกัดกร่อนเหมือนกัน ดังนั้นท่อและอุปกรณ์ประกอบ bimetallic จึงมีสมบัติเชิงกลที่ดีและทนต่อการกัดกร่อน ควรทำงานในสภาพแวดล้อมนี้ด้วย ในแง่ของต้นทุนวัสดุ วัสดุผสม bimetallic ต่ำกว่าวัสดุโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนโดยรวมมากกว่า 50% ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนการลงทุนของโครงการ



น้ำมันและก๊าซธรรมชาติมักจะมีส่วนประกอบของ H2S, CO2, คลอไรด์และสื่ออื่นๆ ในปริมาณสูง ซึ่งรวมกันแล้วก่อให้เกิดสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่ซับซ้อน ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวในการกัดกร่อนอย่างรุนแรงของท่อน้ำมันและก๊าซใต้หลุมลึก ในการผลิตการกลั่นปิโตรเลียม H2S และ CO2 ในน้ำมันดิบและ HCl, HCN และ NH3 ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตร่วมกันก่อให้เกิดสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ทำให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรงต่ออุปกรณ์และท่อส่ง คอมโพสิต Bimetallic จะต้านทาน

ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีของโลหะผสมกัดกร่อนนั้นถูกรวมเข้ากับคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมของเหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก เหล็กกล้าสองเฟส หรือวัสดุโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นหลักสามารถป้องกันการกัดกร่อนของตัวกลางที่เป็นกรด เช่น H2S, CO2 และ Cl- ในน้ำมันและก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพ

วัสดุ Bimetallic สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: คอมโพสิตเชิงกลและคอมโพสิตโลหะตามกระบวนการรวมกันของชั้นฐานและชั้นหุ้ม วิธีการผสมเชิงกลส่วนใหญ่ประกอบด้วยการผสมไฮดรอลิก วิธีการรีด และวิธีการวาดแบบเย็น การผสมทางโลหะวิทยาส่วนใหญ่รวมถึงการผสมแบบรีดร้อน การผสมแบบระเบิด และการผสมแบบผง การหุ้มเชิงกลส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการแปรรูปท่อแบบหุ้ม โดยปลอกผนังบางถูกหุ้มเข้าไปในท่อฐาน
ในกระบวนการนี้ ไลเนอร์จะถูกเปลี่ยนรูปเป็นพลาสติกโดยแรงดันไฮดรอลิค การวาด และกระบวนการอื่นๆ เพื่อให้เกิดการเชื่อมต่อที่แน่นหนาของส่วนต่อประสานท่อ อย่างไรก็ตาม การผสมเชิงกลเป็นของพันธะที่ไม่แพร่ แรงยึดเกาะมีน้อย และง่ายที่จะล้มเหลวเนื่องจากการหลุดร่อนที่อุณหภูมิสูง และมักจะเหมาะสำหรับสภาวะอุณหภูมิปกติเท่านั้น คอมโพสิตระเบิดเป็นวิธีการผสมทางโลหะวิทยาหลักของวัสดุแผ่นคอมโพสิต ใช้พลังงานหลังจากการระเบิดของวัตถุระเบิดเพื่อชนสารเคลือบผิวกับชั้นฐาน เพื่อให้กระบวนการทางกายภาพและเคมีเกิดขึ้นบนผิวสัมผัส ซึ่งก็คือกระบวนการทางโลหะวิทยา ตัวอย่างเช่น การเสียรูปพลาสติก การหลอมเหลว และการแพร่กระจายระหว่างอะตอมของชั้นโลหะบางๆ ทั้งสองด้านของพื้นผิวสัมผัส เป็นต้น โลหะต่างๆ จะถูกรวมเข้าด้วยกันในกระบวนการทางโลหะวิทยาเหล่านี้ วัสดุผสมที่ระเบิดได้มีแรงยึดเหนี่ยวและความสามารถในการแปรรูปสูง ผลการทดสอบทางกลแสดงให้เห็นว่าความต้านทานแรงดึงที่ครอบคลุมของ bimetal นั้นสูงกว่าค่ามาตรฐานของความต้านทานแรงดึงสูงสุดในวัสดุฐาน ในระหว่างการทดสอบแรงเฉือน ด้านที่อ่อนกว่าของวัสดุฐานมักจะหัก ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบบางประการ คอมโพสิต มุมดัดของแผ่นเหล็กสามารถเข้าถึง 180° ดังนั้นวัสดุคอมโพสิตจะไม่ถูกแยกออกและแตกหลังจากผ่านกระบวนการเย็นและร้อนตามมา เช่น การรีด การปั๊ม การปลอม การวาด การตัด การเชื่อม การรักษาความร้อน เป็นต้น ในปัจจุบันเทคโนโลยีการประมวลผลคอมโพสิตระเบิดมีมากขึ้นเรื่อย ๆ ผู้ใหญ่ แผ่นเหล็กคอมโพสิตระเบิด NB/T47002 สำหรับภาชนะรับแรงดันระบุข้อกำหนดทางเทคนิค การทดสอบและการตรวจสอบของแผ่นคอมโพสิตเหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กนิกเกิล เหล็กไทเทเนียม แผ่นหุ้มและซับในที่ทนต่อการกัดกร่อน API-5LD และการกัดกร่อน GB/T35072- อุปกรณ์ท่อคอมโพสิตโลหะทนสำหรับปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ ระบุข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับท่อคอมโพสิตและอุปกรณ์ที่ทำจากแผ่นหุ้ม เมื่อพิจารณาว่าความดันการออกแบบและอุณหภูมิของซิงกาสและสื่ออื่น ๆ นั้นสูง และเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อส่งมีขนาดใหญ่กว่า DN250 ท่อส่งส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการประมวลผลของท่อคอมโพสิต ท่อผ่านการเปลี่ยนรูปพลาสติก เพื่อให้ส่วนต่อประสานของท่อถูกยึดติดอย่างแน่นหนา อย่างไรก็ตาม การผสมเชิงกลเป็นพันธะแบบไม่มีการแพร่กระจายที่มีแรงยึดเกาะเพียงเล็กน้อย ซึ่งง่ายต่อการล้มเหลวเนื่องจากการหลุดร่อนที่อุณหภูมิสูง และมักจะเหมาะสำหรับ สภาพอุณหภูมิปกติ การผสมสารระเบิดเป็นวิธีการผสมทางโลหะวิทยาหลักของวัสดุแผ่นหุ้ม มันใช้พลังงานหลังจากการระเบิดของวัตถุระเบิดเพื่อชนสารเคลือบกับชั้นฐาน เพื่อให้กระบวนการทางกายภาพและเคมีเกิดขึ้นบนผิวสัมผัส นั่นคือ กระบวนการทางโลหะวิทยา ตัวอย่างเช่น การเสียรูปพลาสติก การหลอมเหลว และการแพร่กระจายระหว่างอะตอมของชั้นโลหะบางๆ ทั้งสองด้านของพื้นผิวสัมผัส เป็นต้น โลหะต่างๆ จะถูกรวมเข้าด้วยกันในกระบวนการทางโลหะวิทยาเหล่านี้ วัสดุผสมที่ระเบิดได้มีแรงยึดเหนี่ยวและความสามารถในการแปรรูปสูง ผลการทดสอบทางกลแสดงให้เห็นว่าความต้านทานแรงดึงที่ครอบคลุมของ bimetal นั้นสูงกว่าค่ามาตรฐานของความต้านทานแรงดึงสูงสุดในวัสดุฐาน ในระหว่างการทดสอบแรงเฉือน ด้านที่อ่อนกว่าของวัสดุฐานมักจะหัก ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบบางประการ คอมโพสิต มุมดัดของแผ่นเหล็กสามารถเข้าถึง 180°

ดังนั้นวัสดุคอมโพสิตที่ผ่านกระบวนการเย็นและร้อนตามมา เช่น การรีด การปั๊ม การตีขึ้นรูป การวาด การตัด การเชื่อม การอบชุบด้วยความร้อน ฯลฯ จะไม่ทำให้เกิดการหลุดร่อนและการแตกร้าว ในปัจจุบันเทคโนโลยีการประมวลผลคอมโพสิตที่ระเบิดได้เติบโตขึ้นเรื่อย ๆ แผ่นเหล็กคอมโพสิตระเบิด NB/T47002 สำหรับภาชนะรับความดันระบุข้อกำหนดทางเทคนิค การทดสอบและการตรวจสอบของแผ่นคอมโพสิตเหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กนิกเกิล เหล็กไทเทเนียม แผ่นหุ้มและซับในที่ทนต่อการกัดกร่อน API-5LD และการกัดกร่อน GB/T35072- อุปกรณ์ท่อคอมโพสิตโลหะทนสำหรับน้ำมันปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ ระบุข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับท่อคอมโพสิตและอุปกรณ์ที่ทำจากแผ่นหุ้ม เมื่อพิจารณาว่าแรงดันการออกแบบและอุณหภูมิของซินแก๊สและสื่ออื่น ๆ นั้นสูง และเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อส่งมีขนาดใหญ่กว่า DN250 ท่อและอุปกรณ์ท่อจึงเป็นการเชื่อมต่อแบบก้นเชื่อมทั้งหมด เมื่อท่อเกิดการสึกกร่อนและแตกออก จะมีการรั่วไหลของก๊าซพิษและก๊าซไวไฟจำนวนมาก ดังนั้น กระบวนการทำท่อและอุปกรณ์จากแผ่นคอมโพสิตที่ระเบิดได้ถูกนำมาใช้เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของท่อและอุปกรณ์ประกอบ กระบวนการผลิตท่อและข้อต่อเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของท่อและข้อต่อประกอบ