Naftakeemia tootmisrajatised on laiaulatuslikud tööstusrajatised, mis kasutavad naftat ja maagaasi toorainena, et toota põhilisi keemilisi tooraineid, nagu etüleen, propüleen, benseen ja p-ksüleen ning polümeertooted, nagu sünteetiline vaik, sünteetiline kautšuk ja sünteetiline kiud, kasutades mitmeid keerulisi keemilisi reaktsioone, nagu krakkimine, reformimine, polümerisatsioon ja alküülimine. Need protsessid hõlmavad tavaliselt kõrget temperatuuri, kõrget rõhku, kokkupuudet vesinikuga ja tugevat söövitavat ainet, mis seab tootmisseadmete materjalidele äärmiselt ranged nõuded.
Eelised ja põhiomadused
Suurepärane kõrge temperatuuri ja kõrge rõhu taluvus.
Naftakeemia tuumareaktsiooni seadmed, nagu etüleeni krakkimisahju kiirgussektsiooni torud ja kõrgel{0}}temperatuuril aurutorud, on pikka aega töötanud kõrgel temperatuuril üle 800 kraadi. Suurepärase kõrge -temperatuuritugevuse, libisemis- ja oksüdatsioonikindlusega spetsiaalse legeerterase, näiteks HP-seeria (25Cr-35Ni) täiustatud kuumuskindla-legeerterase valimine on võti, et tagada tehase pikaajaline ohutu ja stabiilne töö äärmusliku soojuskoormuse korral.
Mitmekülgsed{0}}korrosioonivastased lahendused
Naftakeemia tootmisprotsessis on palju erinevaid keskkondi ning korrosioonikeskkond on keeruline ja muutuv, sealhulgas, kuid mitte ainult, kõrge temperatuuriga väävli korrosioon, nafteenhappe korrosioon, vesiniku korrosioon, kloriidi pingekorrosiooni pragunemine ja polütioonhappe korrosioon. Teras pakub täielikku põlvnemist süsinikterasest, vähelegeeritud terasest, roostevabast terasest (austeniit, ferriit, dupleks), nikli-põhisest sulamist erisulamist legeerimise teel, mida saab kohandada vastavalt konkreetsele korrosioonikeskkonnale, et saavutada parim tasakaal ohutuse ja ökonoomsuse vahel.
Suurepärane valmistatavus ja parandatavus
Naftakeemiatehased on enamasti suuremahulised{0}}seadmed, mis on kohandatud ühes tükis või väikeses partiis. Terase hea plastilisus, keevitatavus ja küps kuumtöötlemistehnoloogia muudavad keerukad konstruktsioonid, nagu pragunemisahi ja suur torn, edukalt valmistatud. Seadme pikaajalisel-käitamisel ja korrapärasel hooldusel on teraskomponentide (nagu pinnakate, paranduskeevitus ja lokaalne asendamine) parandatavus palju parem kui paljudel muudel materjalidel, mis pikendab oluliselt seadme üldist kasutusiga.
Küps ja usaldusväärne disain ja standardsüsteem
Naftakeemiatööstusel on küpsed materjalistandardid (nagu ASME, ASTM, NACE jne) ja disainispetsifikatsioonid, mis on üldtunnustatud. Iga terase jõudlusandmeid (mehaanilised omadused, korrosiooniandmed ja keevitusprotseduuride kvalifikatsioon) toetavad üksikasjalikud andmebaasid, mis loovad tugeva ja usaldusväärse aluse insenertehniliseks projekteerimiseks, ohutuse hindamiseks ning riskijuhtimiseks ja kontrolliks ning tagavad naftakeemiatehase ehituse ja töötamise standardimise ja ohutuse kogu maailmas.
Tüüpiline Rakendused
Etüleenist krakkimisahju toru: tsentrifugaalselt valatud kuumus{0}}kindlaid legeerterasest torusid, nagu 25Cr-35Ni-Nb(HP40Nb), kasutatakse laialdaselt, et taluda seina temperatuuri kuni 1150 C.
P-ksüleeni (PX) tehase adsorptsioonitorn: roostevabast terasest komposiitterasest plaati (SA516 Gr{2}}L) kasutatakse sageli torni korpuses, et takistada aromaatse keskkonna korrosiooni.
Polüpropüleenist silmusreaktor: valmistatud kõrgtugevast madal-legeerterasest kõrgsurve-polümerisatsioonikeskkonnas ja sisesein on tugevalt poleeritud või spetsiaalselt töödeldud, et vältida polümeeri seina külge kleepumist.
Surveanumad ja reaktorid on keemiliste ja naftakeemiaprotsesside põhiseadmed, mida kasutatakse füüsikalistes või keemilistes reaktsioonides, materjalide ladustamiseks ja eraldamiseks. Need töötavad seatud rõhul (tavaliselt kõrgel rõhul) ja temperatuuril ning sisemine keskkond on sageli tuleohtlik, plahvatusohtlik, mürgine või tugevalt söövitav. Selle disain, tootmine ja materjalivalik on otseselt seotud kogu tehase ohutuse ja stabiilsusega.
Eelised ja põhiomadused
Suur tugevus ja sitkus tagavad sisemise ohutuse.
Survet{0}}kandva piirina peab konteineri kest vältima katastroofilist rabedat purunemist ja plasti plahvatust. Kasutades kõrge -tugeva -legeerterasest plaate (nagu SA516GR. 70 ja SA537CL. 1) ja tagades materjalide (eriti keevisõmbluse ja kuumuse mõjuala) piisava löögikindluse madalaima projekteeritud metallitemperatuuri juures, on seadme ohutusvaru ebanormaalsetes töötingimustes põhimõtteliselt garanteeritud.
Sihtotstarbeline keskkonnamõju pragunemiskindlus
Märjas vesiniksulfiidi keskkonnas tuleks kasutada terasplaate, mis on vastupidavad vesinik{0}}indutseeritud pragunemisele (HIC) ja sulfiidstresskorrosioonipragule (SSC) (vastavad NACE MR0175/ISO 15156 standardile). Amiinvedeliku väävlitustamise seadmes tuleks kaaluda leelispingekorrosioonipragude (ASCC) vältimist. Kloriidikeskkonnas on pinge kõrvaldamiseks vaja roostevabast terasest dupleks{5}}või järelkuumtöötlust. Teras suudab neid erinõudeid täita koostise optimeerimise ja tootmisprotsessi juhtimise kaudu.
Paindlik materjalide kombinatsioon ja komposiittehnoloogia
Väga söövitava kandja puhul on kõigi täiustatud sulamite kasutamine kallis. See on ökonoomne ja tõhus skeem, mille abil saab kasutusele võtta "teras + korrosioonikindel kiht" komposiitstruktuuri, näiteks katta roostevaba teras või nikli -põhine legeeritud kate süsinikterasel või madala legeeritud terasest aluspinnal või kasutades otse plahvatusohtlikku komposiit- või valtsitud komposiitterasest plaati. See annab täieliku mängu alusterase tugevuse ja kattematerjalide korrosioonikindluse eelistele.
Usaldusväärne tootmis- ja kontrollipärand
Surveanumate terase sulatamine, valtsimine, kuumtöötlemine ja sellele järgnev lõikamine, vormimine, keevitamine ja mittepurustav katsetamine on moodustanud äärmiselt rangete ja küpsete tööstussüsteemide komplekti. Rahvusvaheliselt tunnustatud ASME VIII, GB 150 ja muud spetsifikatsioonid on kehtestanud materjalide, disaini, tootmise ja kontrollimise kohta kohustuslikud sätted, tagamaks, et igal tehasest valmistatud konteineril on jälgitav kvaliteeditagamine.
Tüüpiline Rakendused
Hüdrogeenimisreaktor
Tüüpiline seinapaksus on tohutu, võttes kasutusele 2,25Cr-1Mo (SA387 Gr.22) või 3Cr-1Mo terasest sepistatud keevitus- või plaadikeevituskonstruktsiooni ning sisesein on kaetud roostevaba terasega TP309L+TP347.
Vedela ammoniaagi sfääriline paak
Õhukese seina paksuse vähendamiseks kasutatakse tavaliselt madala legeeritud kõrgtugevat terast (nt 07MnNiMoVDR) ja keevisliidete jaoks esitatakse ranged madala temperatuuriga löögikindluse nõuded.
Kloorikuivatustorn kloor-leelisetööstuses
Kuna keskkond sisaldab märga kloori, mis on äärmiselt söövitav, on süsinikterasest kest tavaliselt vooderdatud kummi või otseselt tugevdatud polüpropüleeniga (FRPP), kuid peamine tugistruktuur on siiski teras.
Soojusvaheti ja kondensaator on keemilises protsessis soojusvahetuse ja taaskasutamise võtmeseadmed, mida kasutatakse laialdaselt materjalide kuumutamisel, jahutamisel, kondenseerumisel ja aurustamisel. Selle jõudlus mõjutab otseselt kogu protsessi energiatarbimist ja tõhusust. Tavaliselt seisavad nad silmitsi mitmete väljakutsetega, nagu temperatuuri erinevuse pinge, erinevate ainete korrosioon toru/kesta poolel, katlakivi tekkimine ja vedeliku{2}}indutseeritud vibratsioon.
Eelised ja põhiomadused
Suurepärane soojusjuhtivus koos tugevusega
Kuigi vasel, alumiiniumil ja teistel metallidel on parem soojusjuhtivus, on terasel igakülgsed eelised tugevuse, rõhukindluse, temperatuurivahemiku ja maksumuse osas. Süsinikteras ja vähelegeeritud teras on esimene valik torulehtede ja kestade jaoks paljudes mittesöövitavates töötingimustes-, näiteks boilerite toiteveesoojendid. Soojusülekandetorude puhul võivad õhukesed -seinaga roostevabast terasest torud või madala-legeeritud terasest torud tagada hea soojusülekande efektiivsuse, tagades samas rõhu- ja temperatuurikindluse.
Lai valik korrosioonikindlaid{0}}materjale
Vastavalt erinevatele söövitavatele vahenditele (kloriidioon jahutusvee poolel, happekeskkond protsessi poolel jne) saab valida vastava korrosioonikindla -terase: 304/316L austeniitset roostevaba terast kasutatakse üldises söövitavas keskkonnas; Dupleksroostevaba terast (nagu 2205 ja 2507) kasutatakse kloriidioonide pingekorrosiooni ja punktkorrosiooni vastu võitlemiseks; Titaani kasutatakse merevee jahutites, kuid selle hind on kallis ja vase{6}}niklisulam on samuti üks traditsioonilisi valikuid. Terase perekond pakub selleks palju võimalusi.
Hea erosioonikindlus ja vibratsioonikindlus.
Suure{0}}kiirusega piirkonnas, näiteks toru poole sisselaskeavas, võib keskkond põhjustada toru otsa erosiooni. Selle lahendamiseks valitakse suurema kõvadusega materjale, suurendatakse toruotste seinapaksust või projekteeritakse erosioonikindlad-deflektorid. Terase elastsusmoodul on kõrge ja vedeliku voolust põhjustatud soojusvahetustorude vibratsiooni saab tõhusalt maha suruda ja väsimuskahjustusi saab vältida mõistliku tugiplaadi paigutuse ja deflektori konstruktsiooniga.
Küpse tootmise ja hoolduse mugavus
Tootmisprotsessid, nagu torude lehtede puurimine, soojusvahetustorude laiendamine või keevitamine ning kesta kerimine, on terase jaoks väga küpsed ja usaldusväärsed. Lokaalse korrosiooni ja töölekete korral saab võrguhooldust teostada torude ummistamise teel, mis on tootmise järjepidevuse tagamiseks väga oluline ning see hooldatavus tuleneb suuresti terase töötlemisomadustest.
Tüüpiline Rakendused
Rafineerimistehase hüdrogeenimisseadme kõrgsurve{0}}soojusvaheti
Korpus ja torud on kõik kõrgsurve-vesinikuga, kest on valmistatud 2,25Cr-1Mo terasest ja torud on valmistatud samast materjalist või austeniitsest roostevabast terasest.
Elektrijaama või keemiatehase aurupinna kondensaator
Korpus on süsinikterasest ja tuhanded soojusülekandetorud on traditsiooniliselt valmistatud tumemessingist või valgest vasest. Kaasaegsetes suuremahulistes-seadmetes kasutatakse enamasti TP304/TP316 roostevabast terasest torusid või titaantorusid ning torulehtedel roostevabast terasest komposiitplaate.
Metanooli sünteesiseadme katla toitevee eelsoojendi
Tavaliselt valmistatud süsinikterasest (SA179 toru, SA516 kest), kusjuures esmatähtis on säästlikkus.
Säilituspaake ja silohoidlaid kasutatakse tooraine, vahetoodete, valmistoodete ja erinevate abimaterjalide (nt vesi ja kemikaalid) staatiliseks ladustamiseks. Selle skaala ulatub väikestest mitme kuupmeetri suurustest mahutitest kuni hiiglaslike, üle 100 000 kuupmeetriste mahutiteni. Projekteerimisel tuleb arvesse võtta hüdrostaatilist kolonni rõhku, materjali omadusi (söövitavus, toksilisus ja lenduvus), keskkonnakoormusi (tuul, lumi ja maavärin) ja vundamenti.
Eelised ja põhiomadused
Suurepärane ökonoomsus ja suur{0}}ehitusvõimsus
Atmosfääri- ja madalrõhuga suurte mahutite puhul on teras (peamiselt süsinikteras) ainus materjal, mis suudab arvestada tugevuse, töödeldavuse ja ökonoomsusega. Suurte terasplaatide (laiusega üle 3 meetri) valtsimise ja keevitamise teel saab efektiivselt ehitada üle 100-meetrise läbimõõduga hiiglaslikke akumulatsioonipaake ning ühe paagi mahu maailmarekord on ületanud 240 000 kuupmeetri piiri, mida teiste materjalidega on raske saavutada.
Paindlik disain, mis vastab erinevatele ladustamisnõuetele
- Atmosfääriline vertikaalne silindriline mahuti: paagi sein kasutab muutuva konstruktsioonipunkti meetodit ja kasvava hüdrostaatilise rõhu säästmiseks kasutatakse ülalt alla erineva paksusega terasplaate.
- Madal-surve/sisemine ujuvkatusega paak: kasutatakse lenduvate vedelike hoidmiseks, ülemise plaadi terasele ja tihendussüsteemile kehtivad erinõuded.
- Surve sfääriline paak: seda kasutatakse veeldatud gaasi (LPG, vedel ammoniaak jne) hoidmiseks. See on valmistatud ülitugevast -madal{3}}legeeritud terasplaadist (nt 07MnNiMoVDR) ja seejärel keevitatud, et vähendada seina paksust ja tagada ohutus.
- Punker: pulbermaterjalide voolavust ja kulumist silmas pidades saab võtmeosade valmistamiseks kasutada{0}}kulumiskindlaid terasplaate (nt Hardoxi seeriat).
Usaldusväärne tihendus ja ohutuskaitse
Tagage paagi põhikeevisõmbluse tihedus kvaliteetse{0}}keevitusega. Kergestisüttivate, plahvatusohtlike või mürgiste ainete jaoks saab teraspaagi mugavalt varustada hingamisventiili, leegipiiriku, rõhualandusseadme, lämmastiku tihendussüsteemi ja täielike tulekustutus- ja lekkekogumisseadmetega (tulekahjutõkke), et moodustada terviklik ohutuskaitsesüsteem.
Lihtne rakendada korrosioonikaitset ja järelevalvet.
Olenevalt erinevatest salvestusvahenditest (toornafta, kemikaalid, vesi) saab paagi siseseina kasutada vastavat-korrosioonivastast kattekihti, vooderdust (kumm, klaaskiuga tugevdatud plastik) või katoodkaitset. Teraspaagi välissein on kaitstud kattesüsteemiga. Sisseehitatud-kontrollitehnoloogiad, nagu seina paksuse regulaarne ultrahelikontroll ja põhjaplaadi magnetvoo lekke skaneerimine, võivad tõhusalt jälgida korrosiooni olekut ja rakendada prognoositavat hooldust.
Tüüpiline Rakendused
Toornafta kaubandusliku ladustamise ujuvkatusega paak
Maht on sageli 100 000 või 150 000 kuupmeetrit, paagi sein on valmistatud ülitugevast konstruktsiooniterasest (nagu SPV490Q) ning alumine plaat ja ülemine osa on valmistatud õhukestest süsinikterasest plaatidest.
Vedela süsivesiniku sfääriline paak
Kasutatakse propüleeni, veeldatud naftagaasi (LPG) hoidmiseks veeldatud maagaasi (LNG) vastuvõtujaamas jne. Materjalid on enamasti madala-legeer-tugevast terasest, samas kui LNG mahuti on valmistatud 9% nikkelterasest või täis{4}}mahutavusega betoonist välispaagist.
Kontsentreeritud väävelhappe paak
Tavaliselt valmistatud süsinikterasest, see on kaitstud põhimõttega, et hape moodustab teraspinnale tiheda passiivse kile ning säilituskontsentratsiooni ja niiskust tuleb rangelt kontrollida.
Tooraine/klinkerisilo (terassilo) tsemenditööstuses
Süsinikterasest plaat on keevitatud ja peamised kulumisalad sees on vooderdatud kulumiskindlate{0}}terasplaatidega.
Keemia- ja naftakeemiatehaste torustik on kui seadme "veresoonte võrk", mis kannab erinevaid protsessivedelikke toorainest toodeteni. Paljud vedelikud on väga söövitavad, mürgised või kõrgel temperatuuril ja kõrgel rõhul. Korrosioonikindla -torustikusüsteemi töökindlus määrab otseselt seadme järjepidevuse, ohutuse ja hoolduskulud.
Eelised ja põhiomadused
Sihtotstarbeline legeerimine, et vältida spetsiifilist korrosiooni
Reguleerides legeerivate elementide, nagu kroom (Cr), nikkel (Ni), molübdeen (Mo) ja lämmastik (N) sisaldust, saab torujuhtme spetsiifilise korrosioonikindlusega materjale kohandada:
- Austeniit roostevaba teras (304/316L): üldine korrosioonikindlus ja 316L on punktkorrosioonile vastupidavam, kuna sisaldab molübdeeni.
- Roostevaba dupleksteras (2205/2507): sellel on austeniidi ja ferriidi eelised, kõrge tugevus, suurepärane vastupidavus kloriidi pingekorrosioonipragunemisele (SCC) ja punktkorrosioonile ning kõrge kulutasuvus.
- Superausteniitne roostevaba teras (254SMO, AL-6XN®): kõrge molübdeeni- ja lämmastikusisaldus, ülikõrge täppide tekke ekvivalentväärtus (PREN), kasutatakse karmides keskkondades, nagu merevesi ja tugev hape.
- Nikli{0}}põhine sulam (Hastelloy C-276, Inconel 625): kasutatakse kõige söövitavamas oksüdeerivas ja redutseerivas happekeskkonnas.
Täielik ja küps ühendus- ja paigaldussüsteem
Korrosioonikindlatel{0}}terasest torudel on täielik liitmike (põlved, tiisid, reduktorid), äärikute, ventiilide ja kinnitusdetailide süsteem. Ühendusmeetodid on mitmekesised, küpsed ja usaldusväärsed, sealhulgas keevitamine (põkkkeevitus, pesakeevitus), äärikühendus (koos korrosioonikindla -tihendiga) ja spetsiaalne klambriühendus. See muudab keeruka torugalerii eelvalmistamise ja kohapealse paigaldamise tõhusaks ja täpseks.
Hea tugevus kõrgel temperatuuril ja termiline stabiilsus
Võrreldes paljude mittemetalliliste korrosioonikindlate{0}torujuhtmetega (nagu plast ja FRP), on metallist torujuhtmetel (roostevaba teras ja legeerteras) võrreldamatult kõrge temperatuuritaluvus{1}}. Need võivad töötada pikka aega stabiilselt sadade Celsiuse kraadide protsessitemperatuuril, säilitades mõõtmete stabiilsuse ja tihenduse, mis on vältimatu valik kõrgel temperatuuril{3}}.
Ettenähtav teeninduskäitumine ja võrguseire
Metallist torujuhtme materjalide korrosioonikäitumist uuritakse põhjalikult ja korrosioonikiiruse andmed on suhteliselt täielikud, mis on mugav riski{0}}põhiseks kontrolliks (RBI) ja järelejäänud eluea hindamiseks. Korrapärase ultraheli paksuse mõõtmise, pöörisvoolu tuvastamise ja impulss-pöörisvoolu skaneerimisega saab torujuhtmesüsteemi korrosiooni hõrenemist tõhusalt jälgida ja prognoositavat hooldust teostada.
Tüüpilised rakendused
Märg{0}}fosforhappetehase protsessitorustik
Sööde sisaldab fluosilihapet ja väävelhapet, mis on äärmiselt söövitav. Tavaliselt valitakse kõrgekvaliteetne-roostevaba teras, nagu 2205 dupleksteras, või kõrgsulam, nagu Hastelloy® G-30.
Atmosfääri- ja vaakumdestilleerimisseadme kõrge-temperatuuriline õliülekandeliin
Cr-Mo legeerterast (nt 1,25Cr-0,5Mo-Si, P11 terast) kasutatakse kõrge temperatuuriga nafta ja gaasi transportimiseks.
Merevee jahutussüsteemi torustik
Traditsiooniliselt kasutatakse vase-niklisulamit (90/10 CuNi) ja nüüd kasutatakse kõrge kloriidioonisisaldusega keskkonnaga toimetulemiseks üha enam superdupleks-roostevaba terast (2507) või superausteniitset roostevaba terast (254 SMO®).
Ammooniumkarbamaadi lahuse torujuhe karbamiiditehases
Sööde on ammooniumkarbamaadi lahus, mis on kõrgel temperatuuril ja kõrgel rõhul äärmiselt söövitav. Vajalik on kasutada 316L uurea klassi roostevaba terast (äärmiselt madala süsinikusisaldusega, kvalifitseeritud Huey testiga) või titaani.