Ứng dụng vật liệu lưỡng kim trong môi trường ăn mòn của lĩnh vực hóa than

Jan 06, 2023

Trong ngành vận chuyển và lọc dầu khí, sự ăn mòn do H2S, CO2, H2S, HCl và HCN gây ra sẽ dẫn đến ăn mòn đường ống và thiết bị trong vận chuyển và sản xuất, ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ và độ an toàn của thiết bị. Các ống và phụ kiện composite lưỡng kim sử dụng thép carbon hoặc thép hợp kim thấp làm vật liệu cơ bản và được lót bằng các kim loại chống ăn mòn như thép không gỉ austenit hoặc hợp kim gốc niken. Lớp cơ sở chịu áp lực của hệ thống và lớp phủ chống lại sự ăn mòn của môi trường. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất, lưu trữ, vận chuyển và lọc dầu khí. Tương tự, khí tổng hợp được tạo ra từ quá trình khí hóa than cũng chứa các chất ăn mòn như H2S, CO2, H2S, HCl và HCN, và có cơ chế ăn mòn tương tự. Do đó, các ống và phụ kiện composite lưỡng kim có tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn tốt. , cũng nên làm việc trong môi trường này. Về chi phí vật liệu, vật liệu composite lưỡng kim thấp hơn 50% so với vật liệu hợp kim chống ăn mòn tổng thể, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư của dự án.



Dầu và khí tự nhiên thường chứa hàm lượng cao H2S, CO2, clorua và các phương tiện khác, cùng nhau tạo thành một môi trường ăn mòn phức tạp, dẫn đến sự cố ăn mòn nghiêm trọng của các dây và đường ống dẫn dầu và khí đốt. Trong sản xuất lọc dầu, H2S, CO2 trong dầu thô và HCl, HCN, NH3 sinh ra trong quá trình chế biến cùng nhau tạo thành môi trường ăn mòn, gây ăn mòn nghiêm trọng thiết bị, đường ống. Vật liệu tổng hợp lưỡng kim sẽ chống lại

Khả năng chống ăn mòn tốt của hợp kim ăn mòn được kết hợp hữu cơ với các tính chất cơ học tuyệt vời của thép carbon. Thép không gỉ Austenitic, thép hai pha hoặc vật liệu hợp kim dựa trên niken có thể ngăn chặn hiệu quả sự ăn mòn của môi trường axit như H2S, CO2 và Cl- trong dầu khí.

Vật liệu lưỡng kim có thể được chia thành hai loại: composite cơ học và composite luyện kim theo quá trình kết hợp của lớp nền và lớp phủ. Các phương pháp pha trộn cơ học chủ yếu bao gồm pha trộn thủy lực, phương pháp cán và phương pháp kéo nguội; hợp chất luyện kim chủ yếu bao gồm hợp chất cán nóng, hợp chất nổ và hợp chất bột. Tấm ốp cơ học chủ yếu được sử dụng để xử lý ống bọc, trong đó lớp lót có thành mỏng được đưa vào ống cơ sở
Trong quá trình này, lớp lót bị biến dạng dẻo bởi áp suất thủy lực, quá trình vẽ và các quá trình khác, để nhận ra sự kết nối chặt chẽ của giao diện đường ống. Tuy nhiên, hỗn hợp cơ học thuộc về liên kết không khuếch tán, lực liên kết nhỏ và dễ bị hỏng do tách lớp ở nhiệt độ cao và thường chỉ phù hợp với điều kiện nhiệt độ bình thường. Composite nổ là phương pháp tổng hợp luyện kim chính của vật liệu tấm composite. Nó sử dụng năng lượng sau khi nổ chất nổ để va chạm lớp phủ với lớp nền, để các quá trình vật lý và hóa học xảy ra trên bề mặt tiếp xúc, tức là quá trình luyện kim. Ví dụ, biến dạng dẻo, nóng chảy và khuếch tán giữa các lớp kim loại mỏng ở cả hai mặt của bề mặt tiếp xúc, v.v., các kim loại khác nhau được kết hợp trong các quá trình luyện kim này. Vật liệu tổng hợp nổ có độ bền liên kết cao và khả năng xử lý. Kết quả kiểm tra cơ học cho thấy độ bền kéo toàn diện của lưỡng kim cao hơn giá trị tiêu chuẩn của độ bền kéo cao nhất trong vật liệu cơ bản. Trong quá trình thử cắt, mặt yếu hơn của vật liệu cơ bản thường bị gãy. Trong một số điều kiện thử nghiệm nhất định, hỗn hợp Góc uốn của tấm thép có thể đạt tới 180 °. Do đó, vật liệu composite sẽ không bị tách lớp và nứt sau quá trình xử lý nóng và lạnh tiếp theo, chẳng hạn như cán, dập, rèn, vẽ, cắt, hàn, xử lý nhiệt, v.v. trưởng thành. Tấm thép composite chống nổ NB/T47002 cho bình chịu áp lực quy định các yêu cầu kỹ thuật, thử nghiệm và kiểm tra các tấm composite thép không gỉ, thép niken, thép titan, ống bọc và lớp lót chống ăn mòn API-5LD và GB/T35072 chống ăn mòn- phụ kiện đường ống composite kim loại bền cho dầu mỏ và khí đốt tự nhiên quy định các yêu cầu kỹ thuật đối với đường ống và phụ tùng composite làm bằng tấm phủ. Xem xét rằng áp suất thiết kế và nhiệt độ của khí tổng hợp và các phương tiện khác cao và đường kính của đường ống lớn hơn DN250, đường ống này chủ yếu được sử dụng để xử lý ống composite. Ống trải qua biến dạng dẻo, do đó giao diện của ống được liên kết chặt chẽ. Tuy nhiên, hợp chất cơ học là liên kết không khuếch tán với lực liên kết nhỏ, dễ bị hỏng do tách lớp ở nhiệt độ cao và thường chỉ thích hợp cho điều kiện nhiệt độ bình thường. Hợp chất nổ là phương pháp kết hợp luyện kim chính của vật liệu tấm phủ. Nó sử dụng năng lượng sau khi nổ chất nổ để va chạm lớp phủ với lớp nền, để các quá trình vật lý và hóa học xảy ra trên bề mặt tiếp xúc, tức là quá trình luyện kim. Ví dụ, biến dạng dẻo, nóng chảy và khuếch tán giữa các lớp kim loại mỏng ở cả hai mặt của bề mặt tiếp xúc, v.v., các kim loại khác nhau được kết hợp trong các quá trình luyện kim này. Vật liệu tổng hợp nổ có độ bền liên kết cao và khả năng xử lý. Kết quả kiểm tra cơ học cho thấy độ bền kéo toàn diện của lưỡng kim cao hơn giá trị tiêu chuẩn của độ bền kéo cao nhất trong vật liệu cơ bản. Trong quá trình thử cắt, mặt yếu hơn của vật liệu cơ bản thường bị gãy. Trong một số điều kiện thử nghiệm nhất định, hỗn hợp Góc uốn của tấm thép có thể đạt tới 180 °.

Do đó, vật liệu composite trải qua quá trình xử lý nóng và lạnh tiếp theo, chẳng hạn như cán, dập, rèn, kéo, cắt, hàn, xử lý nhiệt, v.v. sẽ không tạo ra hiện tượng tách lớp và nứt. Hiện nay, công nghệ xử lý composite nổ ngày càng hoàn thiện. Tấm thép composite chống nổ NB/T47002 cho bình chịu áp lực quy định các yêu cầu kỹ thuật, thử nghiệm và kiểm tra các tấm composite thép không gỉ, thép niken, thép titan, ống bọc và lớp lót chống ăn mòn API-5LD và GB/T35072 chống ăn mòn- phụ kiện đường ống composite kim loại bền cho dầu mỏ và khí đốt tự nhiên quy định các yêu cầu kỹ thuật đối với ống và phụ tùng composite làm bằng tấm phủ. Xem xét rằng áp suất và nhiệt độ thiết kế của khí tổng hợp và các phương tiện khác cao và đường kính của đường ống lớn hơn DN250, đường ống và phụ kiện đường ống đều là các kết nối hàn đối đầu. Một khi đường ống bị ăn mòn và vỡ, sẽ có một lượng lớn rò rỉ khí độc và dễ cháy. Do đó, quy trình chế tạo ống và phụ kiện từ các tấm composite nổ được áp dụng để đảm bảo tính năng của ống và phụ kiện composite. Quy trình chế tạo ống và phụ tùng đảm bảo tính năng của ống và phụ tùng composite.