Nếu bạn hỏi mười kỹ sư về cách chọn vật liệu tấm ống, bạn sẽ nhận được mười hai câu trả lời. Một số người tin tưởng vào thép carbon có lớp phủ. Những người khác sẽ không chạm vào bất cứ thứ gì nhỏ hơn 316L. Một số người nhấn mạnh vàotitancho mọi thứ. Chúng tôi đã sử dụng tất cả chúng. Chúng tôi cũng đã thay thế tất cả chúng vào một thời điểm nào đó.
Đây là bản tóm tắt những gì chúng tôi đã chỉ định, lắp đặt, giám sát và đôi khi loại bỏ trong các dự án hóa chất, năng lượng và dầu khí trong hơn 12 năm. Đây là những gì thực sự hiệu quả-và những gì không.
Những gì một tấm ống thực sự phải làm
Trong bộ trao đổi vỏ-và-ống, tấm ống có bốn công việc: giữ các ống dưới rung, bịt kín mặt vỏ với mặt ống, chịu được chênh lệch áp suất và quản lý sự giãn nở nhiệt. Vật liệu bạn chọn ảnh hưởng đến cả bốn.
Các lựa chọn vật liệu mà chúng tôi thực sự xem xét
- Thép carbon (SA-516 Gr.70): hoạt động được 5–8 năm trong dịch vụ sạch. Thất bại nhanh chóng với clorua hoặc oxy.
- 304L: tốt trong môi trường được kiểm soát. Hố có nồng độ clorua trên 50 ppm ở nhiệt độ vừa phải.
- 316L: mặc định của chúng tôi đối với mọi thứ có clorua. 15+ năm trong các dịch vụ-được kiểm soát tốt.
- Duplex 2205: nước biển, nước muối có hàm lượng clorua-cao. Tuyệt vời nhưng tốn kém.
- Titan cấp 2: gần như không thể phá hủy trong clorua. Đắt và khó hàn.
Thép Carbon: Rẻ nhưng đòi hỏi khắt khe
Một tấm ống thép carbon 600 mm có giá khoảng 35–40% của 316L. Nơi nó hoạt động: hydrocarbon sạch, khô; nước làm mát đã qua xử lý được kiểm soát chặt chẽ; các khí-không ăn mòn. Trường hợp lỗi: bất kỳ sự xâm nhập clorua nào, ngưng tụ axit, rỗ oxy hoặc hỏng lớp phủ. Một tấm ống thép cacbon có tuổi thọ 11 năm ở một nhà máy khí đốt.-một tấm khác trong cùng nhà máy đã hỏng trong 3 năm do có vết ngưng tụ nước. Quy tắc của chúng tôi: chỉ sử dụng thép carbon nếu bạn hoàn toàn có thể đảm bảo độ sạch và khô của chất lỏng.
Thép không gỉ: Mặc định của chúng tôi, nhưng không phải là một câu trả lời duy nhất
304L không có molypden. Tốt cho chất lỏng sạch có clorua dưới 25 ppm. Rẻ hơn khoảng 40% so với 316L. 316L có 2–3% molypden. Xử lý tới 200 ppm clorua ở nhiệt độ vừa phải. Tiêu chuẩn của chúng tôi dành cho nước làm mát và hầu hết các chất lỏng xử lý. Trên 22 dự án trong 10 năm, 304L có thời gian trung bình là 7,8 năm; 316L có tuổi thọ trung bình là 14,2 năm-và chúng vẫn đang hoạt động. Phí bảo hiểm 316L tự trả trong hầu hết các trường hợp.
Duplex 2205: Khi 316L là không đủ
Chúng tôi chuyển sang chế độ song công khi clorua vượt quá 200 ppm hoặc nhiệt độ trên 60 độ. PREN là 32–35 (so với. 24–26 đối với 316L). Độ bền cao hơn, khả năng chống SCC tuyệt vời. Khoảng 2× chi phí của 316L. Chúng tôi đã sử dụng song công trên-bộ trao đổi nhiệt làm mát bằng nước biển-316L trước đây có tuổi thọ 3,5 năm; duplex đã chạy được 8 năm mà không hề bị rỗ. Chi phí cao hơn 14.000 USD nhưng tránh được hai lần thay thế. Công tác kinh tế.
Titanium: Lưới an toàn đắt tiền
Titanium Lớp 2 là sự lựa chọn "không thỏa hiệp" của chúng tôi đối với nước biển, nước muối clorua-có hàm lượng clorua cao hoặc các dịch vụ quan trọng. Hầu như miễn dịch với rỗ clorua. Nhẹ. Chúng tôi chưa bao giờ thay thế tấm ống titan. Nhưng: 3–4× chi phí của 316L, yêu cầu hàn chuyên dụng và thời gian thực hiện là 8–12 tuần. Chúng tôi chỉ chỉ định điều đó khi lỗi không phải là một lựa chọn-ở những địa điểm ở xa hoặc chi phí ngừng hoạt động vượt quá 100.000 USD/ngày. Đối với các dịch vụ ít quan trọng hơn, song công thường là đủ.
Tấm ống bọc: Một sự thỏa hiệp hiệu quả về chi phí-
Tấm ốp mang lại cho bạn độ bền của thép cacbon và khả năng chống ăn mòn của hợp kim với chi phí bằng khoảng 60% chi phí hợp kim rắn. Thành công: hai bó bọc 316L-trong dịch vụ hydrocarbon sạch-vẫn ổn sau 6 năm. Lỗi: một lớp vỏ bị tách khỏi đế sau khi ngừng hoạt động sốc nhiệt-10{11}}ngày; một lớp phủ 304L{12}}có clorua bám dưới mép bị hư hỏng. Chính sách của chúng tôi: chỉ dành cho các dịch vụ không quan trọng, dễ tiếp cận. Các dịch vụ quan trọng có được hợp kim rắn.
Lớp phủ: Chúng tôi đã ngừng giới thiệu chúng
Chúng tôi đã thử tất cả các loại chất liệu epoxy, PTFE, thủy tinh-lót-. Lớp phủ có lỗ kim, cạnh hoặc khuyết tật. Một khi chất lỏng lọt vào bên trong, nó sẽ lan rộng và ăn mòn nhanh hơn thép không tráng phủ. Dữ liệu của chúng tôi: thép cacbon phủ trong nước làm mát có tuổi thọ trung bình là 5,2 năm; 316L không tráng phủ trong dịch vụ tương tự có tuổi thọ trung bình là 12,8 năm. Lớp phủ có giá 70% so với 316L nhưng phải thay thế thường xuyên gấp đôi. Chúng tôi không còn chỉ định lớp phủ hữu cơ nữa-không dành cho các dịch vụ quan trọng, không dành cho bất kỳ thứ gì có nước hoặc clorua. Lớp phủ là một nền kinh tế sai lầm.
Một tài liệu chúng tôi hối tiếc khi sử dụng
Chúng tôi đã thử Monel 400 trên một tấm ống dành cho-dịch vụ ăn da ở nhiệt độ cao- mà công ty kỹ thuật của khách hàng đã chỉ định nó. Trong vòng 14 tháng nó đã nứt. Monel xử lý chất ăn da tốt nhưng có khả năng chống SCC kém trong một số điều kiện nhất định. Nhiệt độ vận hành ở mức giới hạn và ứng suất dư + chu trình nhiệt đã hoàn thành điều đó. Giá thay thế là Inconel 625-3×, vẫn chạy sau 5 năm. Bài học: đừng làm theo thông số kỹ thuật của người khác mà không xác minh điều kiện hoạt động thực tế của bạn.
Sơ đồ lựa chọn hiện tại của chúng tôi
- Sạch, khô, không{0}}ăn mòn → Thép cacbon
- Bất kỳ nước hoặc clorua nào → Không gỉ
- Clorua trên 50 ppm ở nhiệt độ hoạt động → 316L hoặc cao hơn
- Clorua trên 200 ppm ở 60 độ → Duplex 2205
- Nước biển hoặc nước muối → Titan
- Dịch vụ quan trọng (ngừng hoạt động > $50k/ngày) → Titan hoặc hợp kim rắn
- Tấm ốp? → Chỉ các dịch vụ không-quan trọng, dễ{1}}truy cập
Kiểm tra: Vật liệu của bạn chỉ tốt bằng Giấy chứng nhận của Nhà máy
Chúng tôi đã hai lần bị thiệt hại vì các chứng nhận vật liệu không phù hợp với sản phẩm được giao. Một chiếc "316L" được thử nghiệm là 304L. Một chiếc "song công 2205" có hàm lượng ferit nằm ngoài phạm vi chấp nhận được. Hiện tại, chúng tôi yêu cầu: 100% PMI trước khi vận chuyển, phân tích độc lập của bên thứ ba-về sản phẩm đầu tiên, kiểm tra cấu trúc vi mô đối với song công và titan, tài liệu có thể truy nguyên đầy đủ và-kiểm tra tại chỗ tại cửa hàng của nhà sản xuất. Thêm khoảng 5% vào chi phí. Đã cứu chúng tôi khỏi ít nhất hai thất bại lớn.
Danh sách kiểm tra cuối cùng
Trước khi chỉ định vật liệu tấm ống:
- Phân tích chất lỏng – mẫu hiện tại, bao gồm cả chất gây ô nhiễm dạng vết.
- Nồng độ clorua - ở nhiệt độ hoạt động, không phải nhiệt độ phòng.
- Nhiệt độ vận hành – ảnh hưởng đến tốc độ ăn mòn và giới hạn vật liệu.
- Mức độ nghiêm trọng – chi phí của thất bại ngoài kế hoạch?
- Truy cập – dễ dàng thay thế hoặc chôn vùi?
- Ngân sách – chi phí vòng đời, không chỉ chi phí đầu tiên.
- Chế tạo – nhà cung cấp có thể hàn/gia công nó một cách đáng tin cậy không?
- Thời gian thực hiện – vật liệu lạ mất nhiều thời gian hơn.
- Yêu cầu PMI – ghi vào PO.
- Dự phòng – đặt trước một chiếc cho các dịch vụ quan trọng.