Нефтохимическите производствени съоръжения са всеобхватни промишлени съоръжения, които използват петрол и природен газ като суровини за производство на основни химически суровини като етилен, пропилен, бензен и p-ксилен и полимерни продукти като синтетична смола, синтетичен каучук и синтетични влакна чрез поредица от сложни химични реакции като крекинг, реформинг, полимеризация и алкилиране. Тези процеси обикновено включват висока температура, високо налягане, излагане на водород и силна корозивна среда, което поставя изключително строги изисквания към материалите на производственото оборудване.
Предимства и ключови характеристики
Отлична толерантност към висока температура и високо налягане.
Нефтохимическите реакционни устройства в ядрото, като радиационните секционни тръби и високо{0}}температурните паропроводи на пещта за крекинг на етилен, работят при висока температура над 800 градуса дълго време. Изборът на специална легирана стомана с отлична висока -температурна якост, устойчивост на пълзене и устойчивост на окисляване, като HP серия (25Cr-35Ni) подобрена топлоустойчива-легирана стомана, е ключът към осигуряването на дългосрочна безопасна и стабилна работа на инсталацията при екстремно термично натоварване.
Разнообразни анти{0}}решения за корозия
Има много видове среди в нефтохимичния производствен процес и корозионната среда е сложна и променлива, включително, но не само, високотемпературна корозия на сяра, корозия на нафтенова киселина, корозия на водород, хлоридно корозионно напукване и корозия на политионова киселина. Стоманата осигурява цялостно родословие от въглеродна стомана, нисколегирана стомана, неръждаема стомана (аустенит, ферит, дуплекс), сплав на основата на никел- до специална сплав чрез легиране, която може да бъде пригодена според конкретна среда на корозия, за да се постигне най-добър баланс между безопасност и икономичност.
Отлична изработка и ремонтопригодност
Нефтохимическите заводи са предимно широкомащабно-оборудване, персонализирано в единични части или малки партиди. Добрата пластичност, заваряемостта и зрялата технология за топлинна обработка на стоманата правят сложните конструкции като крекинг пещ и голяма кула успешно произведени. При дългосрочна-експлоатация и редовна поддръжка на устройството, възможността за ремонт на стоманени компоненти (като напластяване, ремонтно заваряване и локална подмяна) е много по-добра от много други материали, което значително удължава цялостния експлоатационен живот на устройството.
Зрял и надежден дизайн и стандартна система
Нефтохимическата промишленост има зрели стандарти за материали (като ASME, ASTM, NACE и т.н.) и спецификации на дизайна, които са общоприети. Данните за ефективността (механични свойства, данни за корозия и квалификация на процедурата за заваряване) на всяка стомана се поддържат от подробни бази данни, които осигуряват солидна и надеждна основа за инженерно проектиране, оценка на безопасността и управление и контрол на риска и гарантират стандартизацията и безопасността на строителството и експлоатацията на нефтохимически заводи в световен мащаб.
Типично Приложения
Тръба за пещ за крекинг на етилен: Центробежно излети топлоустойчиви тръби от легирана стомана като 25Cr-35Ni-Nb(HP40Nb) се използват широко, за да издържат на температура на стената до 1150 C.
Адсорбционна кула на инсталация за п-ксилен (PX): Композитна стоманена плоча от неръждаема стомана (SA516 Gr.70+ 304L) често се използва в тялото на кулата, за да устои на корозията на ароматната среда.
Полипропиленов кръгов реактор: изработен от високо{0}}здрава ниско{1}}легирана стомана в среда на полимеризация под високо-налягане, а вътрешната стена е силно полирана или специално обработена, за да се предотврати залепването на полимера към стената.
Съдовете под налягане и реакторите са основното оборудване в химическите и нефтохимичните процеси, които се използват за физически или химични реакции, съхранение и разделяне на материали. Те работят при зададено налягане (обикновено високо налягане) и температура, а вътрешната среда често е запалима, експлозивна, токсична или силно корозивна. Неговият дизайн, производство и избор на материали са пряко свързани с безопасността и стабилността на цялата фабрика.
Предимства и ключови характеристики
Високата якост и издръжливост осигуряват вътрешна безопасност.
Като граница,-носеща натиск, корпусът на контейнера трябва да предотвратява катастрофално крехко счупване и пластмасова експлозия. Чрез приемане на плочи от високо-ниска{3}}легирана стомана с висока{2}}якост (като SA516GR. 70 и SA537CL. 1) и гарантиране, че материалите (особено заваръчните шевове и засегнатата от топлината зона) все още имат достатъчна ударна якост при най-ниската проектна температура на метала, границата на безопасност на оборудването при необичайни работни условия е основно гарантирана.
Целенасочена устойчивост на напукване в околната среда
В среда с мокър сероводород трябва да се използват стоманени плочи с устойчивост на пукнатини, предизвикани от -водород (HIC) и корозионно напукване при сулфидно напрежение (SSC) (отговарящи на стандарт NACE MR0175/ISO 15156). Предотвратяването на алкално корозионно напукване (ASCC) трябва да се има предвид в блока за десулфуриране на течна аминна течност. В хлоридна среда е необходима дуплексна неръждаема стомана или термична обработка след -заваряване, за да се елиминира напрежението. Стоманата може да отговори на тези специфични изисквания чрез оптимизиране на състава и контрол на производствения процес.
Гъвкава комбинация от материали и композитна технология
За силно корозивни среди е скъпо да се използват всички модерни сплави. Това е икономична и ефективна схема за приемане на композитна структура от „стомана+устойчив на корозия слой“, като нанасяне на покритие от неръждаема стомана или никелова -сплав върху субстрат от въглеродна стомана или нисколегирана стомана, или директно използване на експлозивен композит или валцована композитна стоманена плоча. Това дава пълна възможност за предимствата на здравината на основната стомана и предимствата на устойчивостта на корозия на облицовъчните материали.
Надеждно наследство при производство и проверка
Топенето, валцуването, термичната обработка и последващото рязане, формоване, заваряване и безразрушителен тест на стомана за съдове под налягане са формирали набор от изключително строги и зрели индустриални системи. Международно признатите ASME VIII, GB 150 и други спецификации са направили задължителни разпоредби относно материалите, дизайна, производството и проверката, за да се гарантира, че всеки фабричен контейнер има проследимо осигуряване на качеството.
Типично Приложения
Реактор за хидрогениране
Типичната дебелина на стената е огромна, като се използва 2.25Cr-1Mo (SA387 Gr.22) или 3Cr-1Mo структура за заваряване на коване на стомана или структура за заваряване на плочи, а вътрешната стена е покрита с неръждаема стомана TP309L+TP347.
Сферичен резервоар за течен амоняк
Нисколегирана стомана с висока якост (като 07MnNiMoVDR) обикновено се използва за намаляване на дебелината на тънките стени, а за заварените съединения се поставят строги изисквания за устойчивост на удар при ниска температура.
Кула за сушене на хлор в хлор-алкалната промишленост
Тъй като средата съдържа мокър хлор, който е изключително корозивен, черупката от въглеродна стомана обикновено е облицована с гума или директно подсилен полипропилен (FRPP), но ключовата носеща структура все още е стомана.
Топлообменникът и кондензаторът са ключовото оборудване за осъществяване на топлообмен и възстановяване в химически процес, които се използват широко при нагряване, охлаждане, кондензация и изпарение на материали. Неговата производителност пряко влияе върху консумацията на енергия и ефективността на целия процес. Обикновено те се сблъскват с множество предизвикателства, като напрежение от температурна разлика, корозия на различни среди от страната на тръбата/черупката, нагар и вибрации, -предизвикани от течности.
Предимства и ключови характеристики
Отлична топлопроводимост, съчетана със здравина
Въпреки че медта, алуминият и други метали имат по-добра топлопроводимост, стоманата има всеобхватни предимства по отношение на якост, устойчивост на натиск, температурен диапазон и цена. Въглеродната стомана и нисколегираната стомана са първият избор за тръбни листове и корпуси при много не-корозионни работни условия, като нагреватели на захранваща вода за котли. За тръбите за пренос на топлина, тръбите от неръждаема стомана с тънки -стени или тръбите от ниско-легирана стомана могат да осигурят добра ефективност на пренос на топлина, като същевременно гарантират устойчивост на налягане и температура.
Богат избор от устойчиви-на корозия материали
Според различните корозивни среди (хлориден йон от страната на охлаждащата вода, киселинна среда от страната на процеса и т.н.), може да бъде избрана съответната устойчива на корозия-стомана: аустенитна неръждаема стомана 304/316L се използва в обща корозивна среда; Дуплексната неръждаема стомана (като 2205 и 2507) се използва за устойчивост на корозия под напрежение на хлоридни йони и точкова корозия; Титанът се използва в охладителя за морска вода, но цената е скъпа, а сплавта на мед-никел също е един от традиционните избори. Стоманеното семейство предоставя изобилие от възможности за това.
Добра устойчивост на ерозия и устойчивост на вибрации.
В областта с висока-скорост, като входа на тръбата, средата може да причини ерозия на края на тръбата. Това се решава чрез избор на материали с по-висока твърдост, увеличаване на дебелината на стените на краищата на тръбите или проектиране на -устойчиви на ерозия прегради. Еластичният модул на стоманата е висок и вибрациите на топлообменните тръби, причинени от потока на течността, могат да бъдат ефективно потиснати и повредата от умора може да бъде предотвратена чрез разумно оформление на опорната плоча и дизайн на преградата.
Зряло удобство при производство и поддръжка
Производствени процеси като пробиване на тръбни листове, разширение или заваряване на топлообменни тръби и навиване на корпуса са много зрели и надеждни за стомана. В случай на локална корозия и теч по време на работа, онлайн поддръжката може да се извърши чрез запушване на тръби, което е много важно за осигуряване на непрекъснатост на производството и тази поддръжка се дължи до голяма степен на характеристиките на обработка на стоманата.
Типично Приложения
Топлообменник с високо{0}}налягане на рафинерия за хидрогениране
Корпусът и тръбата са с водородна среда под високо{0}}налягане, корпусът е направен от стомана 2,25Cr-1Mo, а тръбите са направени от същия материал или от аустенитна неръждаема стомана.
Парен повърхностен кондензатор на електроцентрала или химически завод
Обвивката е от въглеродна стомана, а хилядите тръби за пренос на топлина традиционно се изработват от тъмносин месинг или бяла мед. Съвременните широкомащабни-уреди използват най-вече тръби от неръждаема стомана TP304/TP316 или титанови тръби, а тръбната плоча използва композитни плочи от неръждаема стомана.
Подгревател на захранващата вода за котела на блока за синтез на метанол
Обикновено изработени от въглеродна стомана (тръба SA179, обвивка SA516), с икономия като основно съображение.
Резервоарите за съхранение и силозите се използват за статично съхранение на суровини, междинни продукти, готови продукти и различни спомагателни материали (като вода и химикали). Мащабът му варира от малки резервоари от няколко кубически метра до гигантски резервоари за съхранение от над 100 000 кубични метра. Проектът трябва да вземе предвид хидростатичното налягане на колоната, характеристиките на материала (корозивност, токсичност и летливост), натоварването на околната среда (вятър, сняг и земетресение) и слягането на основата.
Предимства и ключови характеристики
Отлична икономичност и-капацитет за широкомащабно строителство
За големи резервоари за съхранение при атмосферно и ниско налягане стоманата (главно въглеродна стомана) е единственият материал, който може да вземе предвид здравината, обработваемостта и икономичността. Чрез валцуване и заваряване на големи стоманени плочи (с ширина над 3 метра) могат да бъдат изградени ефективно гигантски резервоари за съхранение с диаметър над 100 метра, а световният рекорд за обем на единичен резервоар надхвърли 240 000 кубични метра, което е трудно да се постигне с други материали.
Гъвкав дизайн за посрещане на различни изисквания за съхранение
- Атмосферен вертикален цилиндричен резервоар за съхранение: стената на резервоара възприема метода на "променлива проектна точка", а стоманени плочи с различна дебелина се използват отгоре надолу, за да поемат икономично нарастващото хидростатично налягане.
- Резервоар с ниско{0}}налягане/вътрешен плаващ покривен резервоар: използва се за съхранение на летлива течност, със специални изисквания към стоманата на горната плоча и уплътнителната система.
- Сферичен резервоар под налягане: Използва се за съхранение на втечнен газ (LPG, течен амоняк и др.). Изработен е от високо{2}}високоякостна ниско{3}}легирана стоманена плоча (като 07MnNiMoVDR) и след това заварена, така че да се намали дебелината на стената и да се осигури безопасност.
- Бункер: С оглед на потока и износването на прахообразните материали могат да се използват -устойчиви на износване стоманени плочи (като серията Hardox) за направата на ключови части.
Надеждно уплътнение и защита на безопасността
Осигурете херметичността на основната заварка на резервоара чрез високо-качествено заваряване. За запалими, експлозивни или токсични среди стоманеният резервоар може да бъде удобно оборудван с дихателен клапан, предпазител на пламъка, устройство за освобождаване на налягането, система за уплътняване на азот и цялостни съоръжения за гасене на пожар и събиране на течове (противопожарна дига), за да се образува пълна система за безопасност.
Лесна за изпълнение защита от корозия и мониторинг.
В зависимост от различните среди за съхранение (суров петрол, химикали, вода), съответното анти{0}}корозионно покритие, облицовка (гума, пластмаса, подсилена със стъклени влакна) или катодна защита могат да бъдат приети върху вътрешната стена на резервоара. Външната стена на стоманения резервоар е защитена от система за покритие. Технологиите за-онлайн инспекции, като редовна ултразвукова инспекция на дебелината на стената и сканиране за изтичане на магнитен поток на долната плоча, могат ефективно да наблюдават състоянието на корозия и да прилагат предсказуема поддръжка.
Типично Приложения
Резервоар с плаващ покрив на търговски склад за суров петрол
Обемът често е 100 000 или 150 000 кубически метра, стената на резервоара е изработена от -структурна стомана с висока якост (като SPV490Q), а долната плоча и горната част са направени от тънки плочи от въглеродна стомана.
Сферичен резервоар за течен въглеводород
Използва се за съхранение на пропилен, втечнен нефтен газ (LPG) в приемна станция за втечнен природен газ (LNG) и др. Материалите са предимно ниско-легирана стомана с висока-якост, докато резервоарът за съхранение на LNG е направен от 9% никелова стомана или външен резервоар от бетон с пълен-капацитет.
Резервоар за съхранение на концентрирана сярна киселина
Обикновено изработен от въглеродна стомана, той е защитен от принципа, че киселината образува плътен пасивен филм върху стоманената повърхност и концентрацията на съхранение и влагата трябва да бъдат строго контролирани.
Силоз за суровини/клинкер (стоманен силоз) в циментовата промишленост
Плочата от въглеродна стомана е заварена, а основните зони на износване вътре са облицовани с -устойчиви на износване стоманени плочи.
Тръбопроводната система на химическите и нефтохимическите заводи е като "съдовата мрежа" на устройството, пренасяйки различни технологични течности от суровини до продукти. Много течности са силно корозивни, токсични или при висока температура и високо налягане. Надеждността на устойчивата-на корозия тръбопроводна система директно определя непрекъснатостта, безопасността и разходите за поддръжка на устройството.
Предимства и ключови характеристики
Целенасочено легиране за устойчивост на специфична корозия
Чрез регулиране на съдържанието на легиращи елементи като хром (Cr), никел (Ni), молибден (Mo) и азот (N), тръбопроводните материали със специфична устойчивост на корозия могат да бъдат персонализирани:
- Аустенитна неръждаема стомана (304/316L): обща устойчивост на корозия, а 316L е по-устойчива на точкова корозия, тъй като съдържа молибден.
- Дуплексна неръждаема стомана (2205/2507): има предимствата на аустенит и ферит, висока якост, отлична устойчивост на хлоридно корозионно напукване (SCC) и точкова корозия и висока цена.
- Супер аустенитна неръждаема стомана (254SMO, AL-6XN®): високо съдържание на молибден и азот, изключително висока еквивалентна стойност на питинг (PREN), използвана в тежки среди като морска вода и силна киселина.
- Сплав -базирана на никел (Hastelloy C-276, Inconel 625): използва се в най-корозивната окислителна и редуцираща киселинна среда.
Цялостна и зряла система за свързване и монтаж
Стоманените-устойчиви на корозия тръби имат пълна система от фитинги (колена, тройници, редуктори), фланци, клапани и крепежни елементи. Методите на свързване са разнообразни, усъвършенствани и надеждни, включително заваряване (челно заваряване, заваряване в гнездо), фланцово свързване (с устойчиво на корозия -уплътнение) и специално свързване със скоба. Това прави предварителното производство и инсталирането на място на сложна тръбна галерия ефективно и точно.
Добра устойчивост при висока температура и термична стабилност
В сравнение с много неметални устойчиви на корозия-тръбопроводи (като пластмаси и FRP), металните тръбопроводи (неръждаема стомана и легирана стомана) имат несравнима-температурна носеща способност. Те могат да работят стабилно дълго време при температура на процеса от стотици градуси по Целзий, като поддържат стабилност на размерите и запечатване, което е неизбежен избор за високо-температурен процес.
Предвидимо поведение на услугата и онлайн мониторинг
Корозионното поведение на металните тръбопроводни материали е подробно проучено и данните за степента на корозия са относително пълни, което е удобно за-базирана на риска проверка (RBI) и оценка на остатъчния живот. Чрез редовно извършване на ултразвуково измерване на дебелината, откриване на вихрови токове и импулсно сканиране на вихрови токове, изтъняването на корозията на тръбопроводната система може да се наблюдава ефективно и може да се реализира предсказуема поддръжка.
Типични приложения
Процесни тръбопроводи на инсталация за-мокър процес на фосфорна киселина
Средата съдържа флуоросилициева киселина и сярна киселина, която е изключително корозивна. Обикновено се избира високо{1}}неръждаема стомана като дуплексна стомана 2205 или високолегирана сплав като Hastelloy® G-30.
Високотемпературна{0}}линия за пренос на масло от агрегат за атмосферна и вакуумна дестилация
Cr-Mo легирана стомана (като 1,25Cr-0,5Mo-Si, P11 стомана) се използва за транспортиране на високотемпературен нефт и газ.
Тръбопровод на охладителна система с морска вода
Традиционно се използва мед-никелова сплав (90/10 CuNi), а сега все повече се използва супер дуплексна неръждаема стомана (2507) или супер аустенитна неръждаема стомана (254 SMO®) за справяне със среда с високо съдържание на хлоридни йони.
Тръбопровод за разтвор на амониев карбамат в завод за урея
Средата е разтвор на амониев карбамат, който е изключително корозивен при висока температура и високо налягане. Необходимо е да се използва неръждаема стомана с клас на урея 316L (изключително ниско съдържание на въглерод, квалифицирано чрез теста на Huey) или титан.