اخبار

در صنعت پتروشیمی، تفاوت های عملکردی بین تیز های فولادی دوگانه و تیز های ساخته شده از مواد دیگر عمدتاً از نظر قدرت، مقاومت در برابر خوردگی،مقاومت در برابر دمای بالادر زیر یک تجزیه و تحلیل مقایسه ای دقیق ارائه شده است:
1قدرت و مقاومت در برابر فشار: فولاد دوبلکس به طور قابل توجهی از فولاد ضد زنگ آستنیتی و فولاد کربن برتر است
قدرت تولید از تی های فولاد دوگانه (به عنوان مثال 2205، 2507) می تواند به 450 ¥ 700 MPa برسد، که 2 ¥ 3 برابر فولاد ضد زنگ 316L استنتیک (170 ¥ 210 MPa) و 1.5×2 برابر فولاد کربن (200×300 MPa)این خاصیت به آن اجازه می دهد تا وزن تجهیزات را با کاهش ضخامت دیوار در کاربردهای فشار بالا کاهش دهد (مانند واحدهای هیدروکرکینگ که در 10-15 MPa کار می کنند) ،در حالی که از تغییر شکل ناشی از غلظت استرس جلوگیری می شودفولاد کربنی، با قدرت پایین تر خود، به دیوارهای ضخیم تر تحت فشار بالا نیاز دارد و مستعد ترک شدن خستگی است. فولاد ضد زنگ فرریت، اگرچه قوی تر از فولاد آستنیت است،دارای سختی ضعیف و مقاومت ضعیف در برابر ضربه است.
مقاومت در برابر خوردگی: فولاد دوگانه در محیط کلورید و سولفید هیدروژن عالی است
مقاومت در برابر خوردگی سوراخ و خوردگی استرس: مقاومت در برابر خوردگی فولاد دوپلیکس توسط میکروسروکتور دو فاز “ferritic + austenitic” تضمین می شود.مقدار معادل مقاومت سوراخ (PREN) ≥34در محیط های پردازش آب دریا و نفت خام که حاوی یون های کلرید هستند، دمای بحرانی حفره (CPT) به 30-40 °C می رسد، که بسیار بیشتر از 15 °C از فولاد ضد زنگ 316L است.در لوله های تزریق آب دریا در پلتفرم های دریایی، 2205 تی های فولادی دوگانه می توانند در برابر خوردگی آب دریا مقاومت کنند، با کاهش ضخامت دیواره کمتر از 0.1 میلی متر پس از پنج سال کار.در محیط های اسیدی حاوی H2S (مانند تاسیسات پردازش گاز طبیعی)، فولاد دوپلیکس دارای آستانه بالای ترک خوردگی فشار (SCC) است که از شکستگی های “هیدروژن شکننده” جلوگیری می کند.در حالی که فولاد ضد زنگ آستنیتیک در محیط های یون کلرید یا سولفید هیدروژن مستعد ترک خوردگی است.
تفاوت با آلیاژ های مبتنی بر نیکل: آلیاژ های مبتنی بر نیکل (مانند Inconel 625) بهترین مقاومت در برابر خوردگی را در رسانه های تیز مانند اسید هیدروکلوریک متمرکز یا اسید هیدروفلوریک ارائه می دهند.اما هزینه آن ها 5×10 برابر از فولاد دو فلز است، که آنها را فقط برای سناریوهای خوردگی شدید مناسب می کند؛ فولاد دوپلیکس در محیط های خوردگی متوسط هزینه بهتری را ارائه می دهد.
3مقاومت در برابر دمای بالا: فولاد ضد زنگ آستنیتیک برای دمای بالا مناسب تر است، در حالی که فولاد دوگانه به دمای متوسط محدود می شود.
فولاد ضد زنگ آستنیتیک (مانند 310S) می تواند برای مدت طولانی در دمای بین 600-1100 °C استفاده شود، که آن را برای کاربردهای دمای بالا مانند لوله های کوره مناسب می کند؛ با این حال،دمای کار طولانی مدت برای فولاد دوگانه به طور معمول بیش از 300°C (2205) یا 400°C (2507) نیست، زیرا دمای بالاتر از این آستانه ها می تواند منجر به بارش فاز σ شود که منجر به کاهش سختی می شود.و فولاد ضد زنگ فرریت می تواند بالاتر از ۴۵۰ درجه سانتیگراد حرکت کند.، که هر دو ماده را فقط برای کاربردهای دمای پایین مناسب می کند.
4- پردازش و هزینه: فولاد دوگانه نسبت به مواد پیشرفته هزینه های بهتری را ارائه می دهد.
جوش و قابلیت شکل گیری: فولاد دوگانه دارای خطر کم از آسیب پذیری مناطق تحت تاثیر گرما است و می تواند با استفاده از فرآیندهای جوش معمولی، با دشواری کمتر از آلیاژ های مبتنی بر نیکل جوش داده شود.در هنگام شکل گیری سرد، تغییر شکل باید کنترل شود، اما شکل گیری گرم آن از فولاد فرریت برتر است. فولاد ضد زنگ آستنیتی دارای شکل گیری سرد عالی است اما تمایل به چسبیدن به ابزار در هنگام پردازش گرم دارد.آلیاژ های مبتنی بر نیکل دارای سخت شدن کاری قابل توجهی هستند، نیاز به فرآیندهای تخصصی برای هر دو شکل و جوش.
مقایسه هزینه ها: هزینه مواد فولاد دوپلیکس بالاتر از فولاد ضد زنگ آستنیتیک 316L است اما کمتر از آلیاژ های مبتنی بر نیکل است.طول عمر لوازم فولادی دوگانه 2×3 برابر 316L است.به عنوان مثال، پس از اینکه یک پالایشگاه لوله های خود را با فولاد دوگانه جایگزین کرد، چرخه نگهداری از دو سال به پنج سال افزایش یافت.در حالی که فولاد کربن هزینه های اولیه کمتری دارد، نیاز به تعمیرات مکرر حفاظت از خوردگی دارد (به عنوان مثال، شسته شدن سالانه برای حذف زنگ) ، که ممکن است منجر به هزینه های عملیاتی بلند مدت شود.
5توصیه های انتخاب سناریوهای کاربردی
ترجیح دادن فولاد دوگانه: لوله های آب دریا حاوی یون های کلرید، سیستم های پردازش نفت خام، واحدهای هیدروژنی فشار بالا (ضغط > 8 MPa) ، لوله های گاز اسیدی حاوی H2S،و پلتفرم های دریایی که در آن هم قدرت و هم مقاومت در برابر خوردگی در کاربردهای جمع و جور مورد نیاز است.
مواد دیگر را انتخاب کنید: فولاد ضد زنگ آستنیتک 316L برای محیط های اسیدی رقیق در دمای محیط؛ فولاد ضد زنگ فرریتک برای گاز دود غیر خوردنی در دمای بالا؛فولاد کربن برای لوله های کم فشار غیر خوردنی؛ و آلیاژ های نیکل برای محیط های خوردگی متمرکز اسید، دمای بالا، فشار بالا کاملا غوطه ور شده است.
خلاصه
تی های فولادی دوگانه، با مزایای جامع خود از قدرت بالا، مقاومت متوسط تا بالا در برابر خوردگی و هزینه های موثر،۰ تبدیل به انتخاب اصلی برای محیط های خوردنی با فشار بالا در صنعت پتروشیمی شده اندمواد دیگر، با این حال، نقش غیرقابل جایگزینی را در شرایط خاص دمای یا شرایط خوردگی شدید بازی می کنند.ضروری است که یک ارزیابی جامع با توجه به ترکیب متوسط انجام شود، پارامترهای عملیاتی و هزینه های چرخه عمر برای دستیابی به تعادل مطلوب بین عملکرد و هزینه.