Petrokjemiske produksjonsanlegg er omfattende industrianlegg som bruker petroleum og naturgass som råmaterialer for å produsere grunnleggende kjemiske råvarer som etylen, propylen, benzen og p-xylen og polymerprodukter som syntetisk harpiks, syntetisk gummi og syntetisk fiber gjennom en rekke komplekse kjemiske reaksjoner som cracking, reformering, polymerisering og polymerisering. Disse prosessene involverer vanligvis høy temperatur, høyt trykk, hydrogeneksponering og sterke korrosive medier, noe som stiller ekstremt strenge krav til materialene i produksjonsutstyret.
Fordeler og nøkkelfunksjoner
Utmerket høy temperatur og høy trykktoleranse.
De petrokjemiske kjernereaksjonsenhetene, som stråleseksjonsrørene og høy-damprørene i etylenkrakkingsovnen, har vært i drift ved en høy temperatur over 800 grader i lang tid. Å velge spesiallegert stål med utmerket høy-temperaturstyrke, krypemotstand og oksidasjonsmotstand, slik som HP-serien (25Cr-35Ni) forbedret varme-bestandig legert stål, er nøkkelen til å sikre langsiktig sikker og stabil drift av anlegget under ekstrem termisk belastning.
Diversifiserte anti-korrosjonsløsninger
Det er mange typer medier i petrokjemisk produksjonsprosess, og korrosjonsmiljøet er komplekst og foranderlig, inkludert men ikke begrenset til høytemperatur svovelkorrosjon, naftensyrekorrosjon, hydrogenkorrosjon, kloridspenningskorrosjon og polytionsyrekorrosjon. Stål gir en komplett stamtavle fra karbonstål, lavlegert stål, rustfritt stål (austenitt, ferritt, dupleks), nikkel-basert legering til spesiallegering gjennom legering, som kan skreddersys i henhold til spesifikt korrosjonsmiljø for å oppnå den beste balansen mellom sikkerhet og økonomi.
Utmerket produksjon og reparerbarhet
Petrokjemiske anlegg er for det meste stor-skala utstyr tilpasset i ett stykke eller en liten batch. Den gode plastisiteten, sveisbarheten og den modne varmebehandlingsteknologien til stål gjør de komplekse strukturene som sprekkovn og store tårn vellykket produsert. I lang-drift og regelmessig vedlikehold av enheten er reparasjonsevnen til stålkomponenter (som overflatebehandling, reparasjonssveising og lokal utskifting) langt bedre enn mange andre materialer, noe som i stor grad forlenger enhetens totale levetid.
Moden og pålitelig design og standard system
Den petrokjemiske industrien har modne materialstandarder (som ASME, ASTM, NACE, etc.) og designspesifikasjoner som er universelt akseptert. Ytelsesdataene (mekaniske egenskaper, korrosjonsdata og sveiseprosedyrekvalifisering) for hvert stål støttes av detaljerte databaser, som gir et solid og pålitelig grunnlag for ingeniørdesign, sikkerhetsvurdering og risikostyring og kontroll, og sikrer standardisering og sikkerhet ved konstruksjon og drift av petrokjemiske anlegg over hele verden.
Typisk Søknader
Etylen-sprekkeovnsrør: Sentrifugestøpt varme-rør av legert stål som 25Cr-35Ni-Nb(HP40Nb) er mye brukt for å tåle veggtemperaturer så høye som 1150 C.
Adsorpsjonstårn av p-xylenanlegg: Kompositt stålplate av rustfritt stål (SA516 Gr.70+ 304L) brukes ofte i tårnkroppen for å motstå korrosjon av aromatisk medium.
Polypropylen sløyfereaktor: laget av høy-styrke lav-legert stål under høy-polymerisasjonsmiljø, og den indre veggen er høypolert eller spesialbehandlet for å forhindre at polymer fester seg til veggen.
Trykkbeholdere og reaktorer er kjerneutstyret i kjemiske og petrokjemiske prosesser, som brukes til fysiske eller kjemiske reaksjoner, materiallagring og separering. De opererer ved innstilt trykk og temperatur, og det indre mediet er ofte brennbart, eksplosivt, giftig eller sterkt etsende. Dens design, produksjon og materialvalg er direkte relatert til sikkerheten og stabiliteten til hele fabrikken.
Fordeler og nøkkelfunksjoner
Høy styrke og seighet sikrer egensikkerhet.
Som en trykkbærende grense må beholderskallet forhindre katastrofale sprøbrudd og plasteksplosjon. Ved å ta i bruk høy-styrke, lav-legert stålplater (som SA516GR. 70 og SA537CL. 1) og sikre at materialene (spesielt den sveise- og varmepåvirkede sonen) fortsatt har tilstrekkelig slagfasthet ved den laveste designmetalltemperaturen, er sikkerhetsmarginen til utstyret under unormale arbeidsforhold.
Målrettet miljømessig sprekkmotstand
I våte hydrogensulfidmiljøer bør stålplater med motstand mot hydrogen-indusert sprekkdannelse (HIC) og sulfidspenningskorrosjonssprekker (SSC) (oppfyller NACE MR0175/ISO 15156-standarden) brukes. Forebygging av alkalistress-korrosjonssprekker (ASCC) bør vurderes i aminvæskeavsvovlingsenheten. I kloridmiljøer er dupleks rustfritt stål eller post-varmebehandling nødvendig for å eliminere stress. Stål kan oppfylle disse spesifikke kravene gjennom komposisjonsoptimalisering og produksjonsprosesskontroll.
Fleksibel materialkombinasjon og komposittteknologi
For sterkt etsende medier er det kostbart å bruke alle avanserte legeringer. Det er et økonomisk og effektivt opplegg å ta i bruk komposittstrukturen av "stål+korrosjonsbestandig lag", slik som overflatebehandling av rustfritt stål eller nikkel-basert legeringsbelegg på karbonstål eller lavlegert stålsubstrat, eller direkte ved bruk av eksplosiv kompositt eller rullende komposittstålplate. Dette gir fullt spill til styrkefordelene til basisstål og korrosjonsfordelene til kledningsmaterialer.
Pålitelig produksjons- og inspeksjonsarv
Smelting, valsing, varmebehandling og påfølgende skjæring, forming, sveising og ikke-destruktiv testing av stål for trykkbeholdere har dannet et sett med ekstremt strenge og modne industrielle systemer. De internasjonalt anerkjente ASME VIII, GB 150 og andre spesifikasjoner har gjort obligatoriske bestemmelser om materialer, design, produksjon og inspeksjon for å sikre at hver fabrikkbeholder har sporbar kvalitetssikring.
Typisk Søknader
Hydrogeneringsreaktor
Den typiske veggtykkelsen er enorm, og bruker 2.25Cr-1Mo eller 3Cr-1Mo stålsmiingsveising eller platesveisestruktur, og den indre veggen er dekket med TP309L+TP347 rustfritt stål.
Sfærisk tank for flytende ammoniakk
Lavlegert høystyrkestål brukes ofte for å redusere tykkelsen på tynne vegger, og det stilles strenge krav til slagfasthet ved lav temperatur for sveisede skjøter.
Klortørketårn i klor-alkaliindustrien
Fordi mediet inneholder vått klor, som er ekstremt etsende, er karbonstålskall vanligvis foret med gummi eller direkte forsterket polypropylen, men den viktigste støttestrukturen er fortsatt stål.
Varmeveksler og kondensator er nøkkelutstyret for å realisere varmeveksling og gjenvinning i kjemisk prosess, som er mye brukt i oppvarming, kjøling, kondensering og fordampning av materialer. Ytelsen påvirker direkte energiforbruket og effektiviteten til hele prosessen. De møter vanligvis flere utfordringer som temperaturforskjellsspenning, korrosjon av forskjellige medier på rør-/skallsiden, avskalering og væske-indusert vibrasjon.
Fordeler og nøkkelfunksjoner
Utmerket varmeledningsevne kombinert med styrke
Selv om kobber, aluminium og andre metaller har bedre varmeledningsevne, har stål omfattende fordeler i styrke, trykkmotstand, temperaturområde og pris. Karbonstål og lavlegert stål er førstevalget for rørplater og skall under mange ikke-korrosive arbeidsforhold, som for eksempel vannvarmere til kjele. For varmeoverføringsrør kan tynne-veggede rustfrie stålrør eller lav-legerte stålrør gi god varmeoverføringseffektivitet samtidig som de sikrer trykk- og temperaturmotstand.
Bredt utvalg av korrosjonsbestandige-materialer
I henhold til forskjellige korrosive medier (kloridion på kjølevannssiden, sure medier på prosesssiden, etc.), kan tilsvarende korrosjonsbestandig-stål velges: 304/316L austenittisk rustfritt stål brukes i et generelt korrosivt miljø; Dupleks rustfritt stål (som 2205 og 2507) brukes til å motstå kloridionspenningskorrosjon og gropkorrosjon; Titan brukes i sjøvannskjølere, men kostnadene er dyre, og kobber-nikkellegering er også et av de tradisjonelle valgene. Stålfamilien gir et vell av muligheter for dette.
God erosjonsmotstand og vibrasjonsmotstand.
I området med høy-hastighet, for eksempel innløpet på rørsiden, kan mediet forårsake erosjon av rørenden. Det løses ved å velge materialer med høyere hardhet, øke veggtykkelsen på rørender eller utforme erosjonsbestandige- bafler. Elastisk modulen til stål er høy, og vibrasjonen av varmevekslerrør forårsaket av væskestrøm kan effektivt undertrykkes og tretthetsskader kan forhindres gjennom rimelig støtteplatelayout og ledeplatedesign.
Moden produksjon og vedlikehold bekvemmelighet
Produksjonsprosesser som rørplateboring, ekspansjon eller sveising av varmevekslerrør, og skallkveiling er svært modne og pålitelige for stål. Ved lokal korrosjon og lekkasje i drift kan nettvedlikehold utføres ved å plugge rør, noe som er svært viktig for å sikre kontinuiteten i produksjonen, og denne vedlikeholdsevnen skyldes i stor grad stålets prosesseringsegenskaper.
Typisk Søknader
Høytrykksvarmeveksler{{0} i raffineriets hydrogeneringsenhet
Skall og rør er alle høytrykkshydrogenmedium, skallet er laget av 2.25Cr-1Mo stål, og rørene er laget av samme materiale eller austenittisk rustfritt stål.
Dampoverflatekondensator til kraftstasjon eller kjemisk anlegg
Skallet er karbonstål, og tusenvis av varmeoverføringsrør er tradisjonelt laget av marineblå messing eller hvitt kobber. Moderne enheter i stor skala bruker stort sett TP304/TP316 rustfrie stålrør eller titanrør, og rørplaten bruker komposittplater av rustfritt stål.
Kjele tilførselsvann forvarmer av metanol syntese enhet
Vanligvis laget av karbonstål (SA179-rør, SA516-skall), med økonomi som hovedhensyn.
Lagertanker og siloer brukes til statisk lagring av råvarer, mellomprodukter, ferdige produkter og ulike hjelpematerialer (som vann og kjemikalier). Skalaen varierer fra små tanker på flere kubikkmeter til gigantiske lagertanker på over 100 000 kubikkmeter. Designet må ta hensyn til det hydrostatiske kolonnetrykket, materialegenskaper (korrosivitet, toksisitet og flyktighet), miljøbelastninger (vind, snø og jordskjelv) og fundamentsetting.
Fordeler og nøkkelfunksjoner
Utmerket økonomi og stor-konstruksjonskapasitet
For store atmosfæriske og lavtrykkstanker er stål (hovedsakelig karbonstål) det eneste materialet som kan ta hensyn til styrke, bearbeidbarhet og økonomi. Ved å rulle og sveise store stålplater (med en bredde på over 3 meter) kan gigantiske lagertanker med en diameter på over 100 meter bygges effektivt, og verdensrekorden på enkelttankvolum har passert 240 000 kubikkmeter, noe som er vanskelig å oppnå med andre materialer.
Fleksibel design for å møte ulike lagringskrav
- Atmosfærisk vertikal sylindrisk lagringstank: tankveggen bruker metoden for "variabelt designpunkt", og stålplater med forskjellige tykkelser brukes fra topp til bunn for å bære det økende hydrostatiske trykket økonomisk.
- Lavt-trykk/innvendig flytende taktank: brukes til å lagre flyktig væske, med spesielle krav til stålet på toppplaten og tetningssystemet.
- Trykk sfærisk tank: Den brukes til å lagre flytende gass (LPG, flytende ammoniakk, etc.). Den er laget av lav-legert stålplate med høy-styrke (som 07MnNiMoVDR) og deretter sveiset for å redusere veggtykkelsen og sikre sikkerhet.
- Bunker: Med tanke på flyten og slitasjen til pulvermaterialer, kan slitasjebestandige stålplater (som Hardox-serien) brukes til å lage nøkkeldeler.
Pålitelig forsegling og sikkerhetsbeskyttelse
Sørg for at hovedsveisingen i tanken er tett gjennom sveising av høy-kvalitet. For brennbare, eksplosive eller giftige medier kan ståltanken bekvemt utstyres med pusteventil, flammestopper, trykkavlastningsanordning, nitrogenforseglingssystem og komplette brannslokkings- og lekkasjeoppsamlingsanlegg (branndike) for å danne et komplett sikkerhetsbeskyttelsessystem.
Enkel å implementere korrosjonsbeskyttelse og overvåking.
I henhold til de forskjellige lagringsmediene (råolje, kjemikalier, vann), kan tilsvarende anti-korrosjonsbelegg, foring (gummi, glassfiberforsterket plast) eller katodisk beskyttelse brukes på den indre veggen av tanken. Ytterveggen på ståltanken er beskyttet av et beleggsystem. On-inspeksjonsteknologier som regelmessig ultralydinspeksjon av veggtykkelse og magnetisk flukslekkasjeskanning av bunnplaten kan effektivt overvåke korrosjonsstatus og implementere prediktivt vedlikehold.
Typisk Søknader
Flytende taktank med kommersiell lagring av råolje
Volumet er ofte 100 000 eller 150 000 kubikkmeter, tankveggen er laget av høy-konstruksjonsstål (som SPV490Q), og bunnplaten og toppen er laget av tynne karbonstålplater.
Flytende hydrokarbon sfærisk tank
Brukes til å lagre propylen, flytende petroleumsgass (LPG) i mottaksstasjon for flytende naturgass (LNG) osv. Materialene er for det meste lav-legert høy-stål, mens LNG-lagringstanken er laget av 9 % nikkelstål eller ytre betongtank med full-kapasitet.
Lagringstank for konsentrert svovelsyre
Vanligvis laget av karbonstål, er den beskyttet av prinsippet om at syre danner en tett passiv film på ståloverflaten, og lagringskonsentrasjonen og fuktigheten bør kontrolleres strengt.
Råstoff/klinkersilo i sementindustrien
Karbonstålplate er sveiset, og de viktigste sliteområdene inni er foret med slitebestandige- stålplater.
Rørsystemet til kjemiske og petrokjemiske anlegg er som det "vaskulære nettverket" til enheten, og formidler forskjellige prosessvæsker fra råvarer til produkter. Mange væsker er svært etsende, giftige eller ved høy temperatur og høyt trykk. Påliteligheten til det korrosjonsbestandige-rørledningssystemet bestemmer direkte kontinuiteten, sikkerheten og vedlikeholdskostnadene til enheten.
Fordeler og nøkkelfunksjoner
Målrettet legering for å motstå spesifikk korrosjon
Ved å justere innholdet i legeringselementer som krom (Cr), nikkel (Ni), molybden (Mo) og nitrogen (N), kan rørledningsmaterialene med spesifikk korrosjonsmotstand tilpasses:
- Austenittisk rustfritt stål (304/316L): Generell korrosjonsbestandighet, og 316L er mer motstandsdyktig mot gropkorrosjon fordi den inneholder molybden.
- Dupleks rustfritt stål (2205/2507): Det har fordelene med austenitt og ferritt, høy styrke, utmerket motstand mot kloridspenningskorrosjon (SCC) og gropkorrosjon, og høy kostnadsytelse.
- Super austenittisk rustfritt stål (254SMO, AL-6XN®): høy molybden og nitrogen, ekstremt høy pitting ekvivalent verdi (PREN), brukt i tøffe miljøer som sjøvann og sterk syre.
- Nikkel-basert legering (Hastelloy C-276, Inconel 625): brukes i det mest korrosive oksiderende og reduserende surt medium miljøet.
Komplett og modent tilkoblings- og installasjonssystem
Korrosjonsbestandige- stålrør har et komplett system med beslag (knuter, T-stykker, reduksjonsstykker), flenser, ventiler og festemidler. Tilkoblingsmetodene er mangfoldige, modne og pålitelige, inkludert sveising (stumpsveising, muffesveising), flensforbindelse (med korrosjonsbestandig-pakning) og spesiell klemmeforbindelse. Dette gjør prefabrikasjonen og installasjonen av komplekse rørgallerier effektiv og nøyaktig.
God høytemperaturstyrke og termisk stabilitet
Sammenlignet med mange ikke-metalliske korrosjonsbestandige-rørledninger (som plast og FRP), har metallrørledninger (rustfritt stål og legert stål) enestående høy-temperaturbærekapasitet. De kan fungere stabilt i lang tid ved prosesstemperaturen på hundrevis av grader Celsius, og opprettholder dimensjonsstabilitet og forsegling, som er et uunngåelig valg for prosesser med høy-temperatur.
Forutsigbar tjenesteatferd og online overvåking
Korrosjonsatferden til metallrørledningsmaterialer er grundig studert, og korrosjonshastighetsdataene er relativt fullstendige, noe som er praktisk for risiko-basert inspeksjon (RBI) og evaluering av gjenværende levetid. Ved regelmessig å utføre ultralydtykkelsesmåling, virvelstrømdeteksjon og pulsert virvelstrømskanning, kan korrosjonsfortynningen av rørledningssystem overvåkes effektivt og prediktivt vedlikehold kan realiseres.
Typiske applikasjoner
Prosessrør av våt-prosessfosforsyreanlegg
Mediet inneholder fluorkiselsyre og svovelsyre, som er ekstremt etsende. Vanligvis velges høy- rustfritt stål som 2205 dupleksstål eller høylegering som Hastelloy® G-30.
Høy-oljeoverføringslinje for atmosfærisk og vakuumdestillasjonsenhet
Cr-Mo-legert stål (som 1,25Cr-0,5Mo-Si, P11-stål) brukes til å transportere høytemperaturolje og gass.
Rørledning av sjøvannskjølesystem
Kobber-nikkellegering (90/10 CuNi) brukes tradisjonelt, og nå brukes superdupleks rustfritt stål (2507) eller superaustenittisk rustfritt stål (254 SMO®) i økende grad for å takle miljøer med høye kloridioner.
Ammoniumkarbamatløsningsrørledning i ureaanlegg
Mediet er ammoniumkarbamatløsning, som er ekstremt etsende under høy temperatur og høyt trykk. Det er nødvendig å bruke 316L rustfritt stål av ureakvalitet (ekstremt lite karbon, kvalifisert av Hueys test) eller titan.
Relatert produktanbefaling
42CrMo4 legert stålstang fra Cunrui Metal tilbyr høy styrke, utmerket seighet og overlegen slitestyrke. Ideell for aksler, gir og tunge-komponenter, sikrer den stabil ytelse, presis maskinering og pålitelig kvalitet med-direkte forsyning fra fabrikken.
13CrMo44 legert stålrør fra Cunrui Metal har utmerket høy-temperaturstyrke, korrosjonsbestandighet og lang-stabilitet. Den er ideell for kjeler, trykkbeholdere og kraftverk, og sikrer pålitelig ytelse med-direkte forsyning fra fabrikken, streng kvalitetskontroll og rask levering.
