Vodíkem indukované praskání HIC

Environmentální praskání: HB, HIC, SWC, SOHIC, SSC, SZC, HSC, HE, SCC

/v /přidal

Zavedení

V průmyslových odvětvích, kde jsou materiály vystaveny drsnému prostředí – jako je ropa a plyn, chemické zpracování a výroba energie – je kriticky důležité pochopit a předcházet praskání v prostředí. Tyto typy prasklin mohou vést ke katastrofickým poruchám, nákladným opravám a významným bezpečnostním rizikům. Tento blogový příspěvek poskytne podrobný a profesionální přehled různých forem environmentálního crackingu, jako je HB, HIC, SWC, SOHIC, SSC, SZC, HSC, HE a SCC, včetně jejich rozpoznání, základních mechanismů a strategií prevence.

1. Vodíkové puchýře (HB)

Uznání:
Vodíkové puchýře jsou charakterizovány tvorbou puchýřů nebo vyboulenin na povrchu materiálu. Tyto puchýře jsou výsledkem toho, že atomy vodíku pronikají do materiálu a hromadí se na vnitřních defektech nebo vměstcích, vytvářejí molekuly vodíku, které vytvářejí lokalizovaný vysoký tlak.

Mechanismus:
Atomy vodíku difundují do materiálu, typicky uhlíkové oceli, a rekombinují se na molekulární vodík v místech nečistot nebo dutin. Tlak z těchto molekul vodíku vytváří puchýře, oslabuje materiál a vede k další degradaci.

Prevence:

  • Výběr materiálu: Používejte materiály s nízkým obsahem nečistot, zejména oceli s nízkým obsahem síry.
  • Ochranné nátěry: Aplikace nátěrů, které zabraňují pronikání vodíku.
  • Katodická ochrana: Realizace systémů katodové ochrany pro snížení absorpce vodíku.

2. Vodíkem indukované krakování (HIC)

Uznání:
Vodíkem indukované praskání (HIC) se pozná podle vnitřních trhlin, které často probíhají paralelně se směrem válcování materiálu. Tyto trhliny se typicky nacházejí podél hranic zrn a nezasahují až k povrchu materiálu, což ztěžuje jejich detekci, dokud nedojde k významnému poškození.

Mechanismus:
Jako vodíkové puchýře, atomy vodíku vstupují do materiálu a rekombinují se za vzniku molekulárního vodíku uvnitř vnitřních dutin nebo inkluzí. Tlak generovaný těmito molekulami způsobuje vnitřní praskání, což ohrožuje strukturální integritu materiálu.

Prevence:

  • Výběr materiálu: Vyberte si oceli s nízkým obsahem síry se sníženým obsahem nečistot.
  • Tepelné zpracování: Použijte správné procesy tepelného zpracování pro zjemnění mikrostruktury materiálu.
  • Ochranná opatření: K inhibici absorpce vodíku používejte povlaky a katodovou ochranu.

3. Praskání vyvolané vodíkem (SOHIC)

Uznání:
SOHIC je forma vodíkem indukovaného praskání, ke kterému dochází za přítomnosti vnějšího tahového napětí. Rozpozná se podle charakteristického stupňovitého nebo schodovitého vzoru trhlin, který je často pozorován v blízkosti svarů nebo jiných vysoce namáhaných oblastí.

Mechanismus:
Vodíkem vyvolané praskání a tahové napětí vedou k závažnějšímu a zřetelnějšímu vzoru praskání. Přítomnost napětí zhoršuje účinky vodíkového křehnutí, což způsobuje postupné šíření trhliny.

Prevence:

  • Zvládání stresu: Implementujte ošetření odlehčující napětí, abyste snížili zbytková napětí.
  • Výběr materiálu: Používejte materiály s vyšší odolností proti vodíkové křehkosti.
  • Ochranná opatření: Aplikujte ochranné nátěry a katodovou ochranu.

4. Sulfidové krakování stresu (SSC)

Uznání:
Sulfidové praskání napětím (SSC) se projevuje jako křehké trhliny ve vysokopevnostních ocelích vystavených prostředí sirovodíku (H2S). Tyto trhliny jsou často mezikrystalové a mohou se rychle šířit při namáhání v tahu, což vede k náhlému a katastrofickému selhání.

Mechanismus:
V přítomnosti sirovodíku jsou atomy vodíku absorbovány materiálem, což vede ke křehnutí. Toto zkřehnutí snižuje schopnost materiálu odolávat namáhání v tahu, což má za následek křehký lom.

Prevence:

  • Výběr materiálu: Použití materiálů odolných vůči kyselému provozu s kontrolovanou úrovní tvrdosti.
  • Kontrola prostředí: Snížení expozice sirovodíku nebo použití inhibitorů k minimalizaci jeho dopadu.
  • Ochranné nátěry: Aplikace nátěrů, které působí jako bariéry proti sirovodíku.

5. Postupné praskání (SWC)

Uznání:
Postupné nebo vodíkové praskání se vyskytuje u vysokopevnostních ocelí, zejména u svařovaných konstrukcí. Rozpozná se podle klikatého nebo schodovitého vzoru trhlin, který je typicky pozorován v blízkosti svarů.

Mechanismus:
K postupnému praskání dochází v důsledku kombinovaných účinků vodíkového křehnutí a zbytkového napětí ze svařování. Trhlina se šíří postupně po nejslabší cestě materiálem.

Prevence:

  • Tepelné zpracování: Ke snížení zbytkového pnutí použijte tepelné zpracování před a po svařování.
  • Výběr materiálu: Zvolte materiály s lepší odolností vůči vodíkovému křehnutí.
  • Vypalování vodíku: Po svařování zaveďte postupy vypalování vodíku, abyste odstranili absorbovaný vodík.

6. Stresové praskání zinku (SZC)

Uznání:
K praskání zinkem pod napětím (SZC) dochází u pozinkovaných (galvanizovaných) ocelí. Pozná se podle mezikrystalových trhlin, které mohou vést k delaminaci zinkového povlaku a následnému strukturálnímu selhání podkladové oceli.

Mechanismus:
Kombinace tahového napětí v zinkovém povlaku a vystavení koroznímu prostředí způsobuje SZC. Napětí v povlaku spolu s faktory prostředí vede k mezikrystalovému praskání a selhání.

Prevence:

  • Kontrola povlaku: Zajistěte správnou tloušťku zinkového povlaku, aby nedošlo k nadměrnému namáhání.
  • Úvahy o designu: Vyvarujte se ostrých ohybů a rohů, které koncentrují stres.
  • Kontrola prostředí: Snižte vystavení korozivnímu prostředí, které by mohlo zhoršit praskání.

7. Praskání vodíkového napětí (HSC)

Uznání:
Hydrogen stress cracking (HSC) je forma vodíkového křehnutí u vysokopevnostních ocelí vystavených vodíku. Je charakterizován náhlým křehkým lomem při namáhání v tahu.

Mechanismus:
Atomy vodíku difundují do oceli a způsobují křehnutí. Tato křehkost výrazně snižuje houževnatost materiálu, díky čemuž je náchylný k praskání a náhlému selhání při namáhání.

Prevence:

  • Výběr materiálu: Vybírejte materiály s nižší náchylností k vodíkové křehkosti.
  • Kontrola prostředí: Minimalizujte expozici vodíku během zpracování a servisu.
  • Ochranná opatření: Používejte ochranné povlaky a katodickou ochranu, abyste zabránili vniknutí vodíku.

8. Vodíková křehkost (HE)

Uznání:
Vodíková křehkost (HE) je obecný termín pro ztrátu elasticity a následné praskání nebo lámání materiálu v důsledku absorpce vodíku. Často se pozná náhlá a křehká povaha zlomeniny.

Mechanismus:
Atomy vodíku vstupují do mřížkové struktury kovu, což výrazně snižuje jeho tažnost a houževnatost. Při namáhání je zkřehlý materiál náchylný k praskání a poruchám.

Prevence:

  • Výběr materiálu: Používejte materiály, které jsou odolné vůči vodíkové křehkosti.
  • Řízení vodíku: Ovládejte expozici vodíku během výroby a servisu, abyste zabránili absorpci.
  • Ochranné nátěry: Naneste povlaky, které zabraňují pronikání vodíku do materiálu.

9. Korozní praskání (SCC)

Uznání:
Korozní praskání pod napětím (SCC) je charakterizováno jemnými prasklinami, které obvykle začínají na povrchu materiálu a šíří se jeho tloušťkou. K SCC dochází, když je materiál vystaven koroznímu prostředí při namáhání v tahu.

Mechanismus:
SCC je výsledkem kombinovaných účinků tahového napětí a korozního prostředí. Například chloridy indukovaný SCC je běžným problémem u nerezových ocelí, kde chloridové ionty usnadňují iniciaci trhlin a jejich šíření pod napětím.

Prevence:

  • Výběr materiálu: Vybírejte materiály odolné vůči specifickým typům SCC relevantních pro životní prostředí.
  • Kontrola prostředí: Snižte koncentraci korozivních látek, jako jsou chloridy, v provozním prostředí.
  • Zvládání stresu: Použijte žíhání s odlehčením pnutí a pečlivý návrh, abyste minimalizovali zbytková napětí přispívající k SCC.

Závěr

Environmentální praskání představuje složitou a mnohostrannou výzvu pro průmyslová odvětví, kde je kritická integrita materiálu. Pochopení specifických mechanismů za každým typem praskání – jako je HB, HIC, SWC, SOHIC, SSC, SZC, HSC, HE a SCC – je zásadní pro účinnou prevenci. Implementací strategií, jako je výběr materiálu, zvládání stresu, kontrola životního prostředí a ochranné nátěry, mohou průmyslová odvětví významně snížit rizika spojená s těmito formami praskání a zajistit bezpečnost, spolehlivost a dlouhou životnost své infrastruktury.

Jak se technologický pokrok neustále vyvíjí, budou se vyvíjet i metody boje proti popraskání životního prostředí. Díky tomu je neustálý výzkum a vývoj životně důležitý pro zachování integrity materiálu ve stále náročnějších prostředích.

Stavba nádrží na skladování ropy: Výpočet požadavků na ocelový plech

Jak vypočítat počet ocelových desek pro nádrže na skladování ropy

/v /přidal

Zavedení

Stavba nádrží na skladování ropy vyžaduje přesné plánování a přesné výpočty k zajištění strukturální integrity, bezpečnosti a hospodárnosti. Pro nádrže konstruované pomocí desky z uhlíkové oceli, určení množství a uspořádání těchto desek je zásadní. V tomto blogu prozkoumáme výpočet počtu ocelových plátů pro nádrže na skladování ropy na konkrétním příkladu pro ilustraci příslušných kroků.

Specifikace projektu

Požadavky zákazníka:

  • Možnosti tloušťky desky: Desky z uhlíkové oceli 6 mm, 8 mm a 10 mm
  • Rozměry desky: Šířka: 2200 mm, Délka: 6000 mm

Specifikace nádrže:

  • Počet nádrží: 3
  • Objem jednotlivé nádrže: 3000 metrů krychlových
  • Výška: 12 metrů
  • Průměr: 15,286 metrů

Kroky k výpočtu množství ocelového plechu pro tři válcové nádrže na skladování oleje

Krok 1: Vypočítejte povrchovou plochu jedné nádrže

Plocha povrchu každé nádrže je součtem povrchových ploch válcového pláště, dna a střechy.

1. Vypočítejte obvod a plochu pláště

2. Vypočítejte plochu dna a střechy

 

Krok 2: Vypočítejte celkovou plochu povrchu pro všechny nádrže

Krok 3: Určete požadovaný počet ocelových plátů

Krok 4: Přidělte tloušťku desky

Chcete-li optimalizovat strukturální integritu a náklady nádrží, přidělte různé tloušťky plechů pro různé části každé nádrže:

  • 6mm desky: Použití pro střechy, kde je menší konstrukční namáhání.
  • 8mm desky: Aplikujte na horní části pláště nádrže, kde je mírné namáhání.
  • 10mm desky: Používají se pro dna a spodní části skořepin, kde je namáhání nejvyšší v důsledku hmotnosti skladovaného oleje.

Krok 5: Příklad přidělení desek pro každou nádrž

Spodní desky:

  • Požadovaná plocha na nádrž: 183,7 metrů čtverečních
  • Tloušťka desky: 10 mm
  • Počet desek na nádrž: [183.7/13.2] desky
  • Celkem za 3 nádrže: 14 × 3 desky

Skořápkové desky:

  • Požadovaná plocha na nádrž: 576 metrů čtverečních
  • Tloušťka desky: 10 mm (spodní část), 8 mm (horní část)
  • Počet desek na nádrž: [576/13.2] desky
    • Spodní část (10 mm): Přibližně 22 talířů na nádrž
    • Horní část (8 mm): Přibližně 22 talířů na nádrž
  • Celkem za 3 nádrže: 44 × 3 desky

Střešní plechy:

  • Požadovaná plocha na nádrž: 183,7 metrů čtverečních
  • Tloušťka desky: 6 mm
  • Počet desek na nádrž: [183.7/13.2] desky
  • Celkem za 3 nádrže: 14 × 3 = desky

Úvahy o přesných výpočtech

  • Příspěvek na korozi: Zahrňte dodatečnou tloušťku, abyste zohlednili budoucí korozi.
  • Plýtvání: Zvažte plýtvání materiálem kvůli řezání a montáži, obvykle přidáním 5-10% materiálu navíc.
  • Kódy designu: Při určování tloušťky plechu a konstrukce nádrže zajistěte shodu s příslušnými konstrukčními předpisy a normami, jako je API 650.

Závěr

Konstrukce nádrží na skladování oleje z desek z uhlíkové oceli vyžaduje přesné výpočty k zajištění materiálové účinnosti a strukturální integrity. Přesným určením plochy povrchu a zvážením vhodných tlouštěk plechů můžete odhadnout počet plechů potřebných pro stavbu nádrží, které splňují průmyslové standardy a požadavky zákazníků. Tyto výpočty tvoří základ pro úspěšnou stavbu nádrže a umožňují efektivní nákup materiálu a plánování projektu. Ať už jde o nový projekt nebo modernizaci stávajících nádrží, tento přístup zajišťuje robustní a spolehlivá řešení skladování oleje, která jsou v souladu s nejlepšími technickými postupy. Máte-li nový projekt zásobníku LNG, leteckého paliva nebo ropy, kontaktujte prosím [email protected] pro optimální cenovou nabídku ocelového plechu.

Povlak 3LPE vs povlak 3LPP

3LPE vs 3LPP: Komplexní srovnání nátěrů potrubí

/v /přidal

Zavedení

Nátěry potrubí chrání ocelová potrubí před korozí a dalšími faktory prostředí. Mezi nejčastěji používané nátěry patří 3vrstvý polyetylén (3LPE) a 3vrstvý polypropylen (3LPP) nátěry. Oba povlaky nabízejí robustní ochranu, ale liší se z hlediska aplikace, složení a výkonu. Tento blog poskytne podrobné srovnání mezi nátěry 3LPE a 3LPP se zaměřením na pět klíčových oblastí: výběr nátěru, složení nátěru, výkon nátěru, konstrukční požadavky a stavební proces.

1. Výběr povlaku

3LPE povlak:
Používání: 3LPE se široce používá pro pobřežní a pobřežní potrubí v ropném a plynárenském průmyslu. Je zvláště vhodný pro prostředí, kde je vyžadována střední teplotní odolnost a vynikající mechanická ochrana.
Teplotní rozsah: Povlak 3LPE se typicky používá pro potrubí provozovaná při teplotách mezi -40 °C a 80 80 °C.
Zvážení nákladů: 3LPE je obecně nákladově efektivnější než 3LPP, což z něj dělá oblíbenou volbu pro projekty s omezeným rozpočtem, kde jsou teplotní požadavky v rozsahu, který podporuje.
3LPP povlak:
Používání: 3LPP je upřednostňován v prostředí s vysokou teplotou, jako jsou hlubinná potrubí na moři a potrubí přepravující horké tekutiny. Používá se také v oblastech, kde je zapotřebí vynikající mechanická ochrana.
Teplotní rozsah: Povlaky 3LPP vydrží vyšší teploty, typicky mezi -20 °C a 140 °C, díky čemuž jsou vhodné pro náročnější aplikace.
Zvážení nákladů: Povlaky 3LPP jsou dražší kvůli své vynikající teplotní odolnosti a mechanickým vlastnostem, ale jsou nezbytné pro potrubí, která pracují v extrémních podmínkách.
Shrnutí výběru: Volba mezi 3LPE a 3LPP primárně závisí na provozní teplotě potrubí, podmínkách prostředí a rozpočtu. 3LPE je ideální pro projekty s nízkou teplotou a náklady, zatímco 3LPP je preferován pro prostředí s vysokou teplotou, kde je nezbytná zvýšená mechanická ochrana.

2. Složení povlaku

Složení povlaku 3LPE:
Vrstva 1: Fusion Bonded Epoxid (FBE): Nejvnitřnější vrstva poskytuje vynikající přilnavost k ocelovému podkladu a je primární vrstvou ochrany proti korozi.
Vrstva 2: Kopolymerové lepidlo: Tato vrstva spojuje vrstvu FBE s polyetylenovým vrchním nátěrem, čímž zajišťuje silnou přilnavost a dodatečnou ochranu proti korozi.
Vrstva 3: Polyethylen (PE): Vnější vrstva poskytuje mechanickou ochranu proti fyzickému poškození během manipulace, přepravy a instalace.
Složení nátěru 3LPP:
Vrstva 1: Fusion Bonded Epoxid (FBE): Podobně jako u 3LPE slouží vrstva FBE v 3LPP jako primární antikorozní ochrana a spojovací vrstva.
Vrstva 2: Kopolymerové lepidlo: Tato adhezivní vrstva spojuje FBE s polypropylenovým vrchním nátěrem a zajišťuje silnou adhezi.
Vrstva 3: Polypropylen (PP): Vnější vrstva z polypropylenu nabízí vynikající mechanickou ochranu a vyšší teplotní odolnost než polyetylén.
Shrnutí složení: Oba povlaky sdílejí podobnou strukturu, s vrstvou FBE, kopolymerním lepidlem a vnější ochrannou vrstvou. Materiál vnější vrstvy se však liší – polyetylen v 3LPE a polypropylen v 3LPP – což vede k rozdílům ve výkonnostních charakteristikách.

3. Výkon povlaku

Výkon povlaku 3LPE:
Teplotní odolnost: 3LPE funguje dobře v prostředí se střední teplotou, ale nemusí být vhodný pro teploty přesahující 80 °C.
Mechanická ochrana: Polyetylenová vnější vrstva poskytuje vynikající odolnost proti fyzickému poškození, díky čemuž je vhodná pro pobřežní i pobřežní potrubí.
Odolnost proti korozi: Kombinace vrstev FBE a PE nabízí robustní ochranu proti korozi, zejména ve vlhkém nebo mokrém prostředí.
Chemická odolnost: 3LPE nabízí dobrou odolnost vůči chemikáliím, ale je méně účinný v prostředí s agresivním chemickým působením ve srovnání s 3LPP.
Výkon povlaku 3LPP:
Teplotní odolnost: 3LPP je navržen tak, aby vydržel teploty až 140 °C, takže je ideální pro potrubí přepravující horké kapaliny nebo v prostředí s vysokou teplotou.
Mechanická ochrana: Polypropylenová vrstva poskytuje vynikající mechanickou ochranu, zejména v hlubinných pobřežních potrubích s vyššími vnějšími tlaky a fyzickým namáháním.
Odolnost proti korozi: 3LPP nabízí vynikající ochranu proti korozi, podobnou 3LPE, ale funguje lépe v prostředí s vyšší teplotou.
Chemická odolnost: 3LPP má vynikající chemickou odolnost, takže je vhodnější pro prostředí s agresivními chemikáliemi nebo uhlovodíky.
Shrnutí výkonu: 3LPP překonává 3LPE v prostředí s vysokou teplotou a poskytuje lepší mechanickou a chemickou odolnost. 3LPE je však stále vysoce účinný pro mírné teploty a méně agresivní prostředí.

4. Stavební požadavky

Stavební požadavky 3LPE:
Příprava povrchu: Správná příprava povrchu je rozhodující pro účinnost nátěru 3LPE. Ocelový povrch musí být očištěn a zdrsněn, aby se dosáhlo potřebné adheze pro vrstvu FBE.
Podmínky aplikace: Nátěr 3LPE musí být aplikován v kontrolovaném prostředí, aby byla zajištěna správná přilnavost každé vrstvy.
Specifikace tloušťky: Tloušťka každé vrstvy je kritická, přičemž celková tloušťka se obvykle pohybuje od 1,8 mm do 3,0 mm, v závislosti na zamýšleném použití potrubí.
Stavební požadavky 3LPP:
Příprava povrchu: Stejně jako 3LPE je příprava povrchu kritická. Ocel musí být očištěna, aby se odstranily nečistoty, a zdrsněna, aby byla zajištěna správná přilnavost vrstvy FBE.
Podmínky aplikace: Proces nanášení 3LPP je podobný jako u 3LPE, ale často vyžaduje přesnější kontrolu kvůli vyšší teplotní odolnosti povlaku.
Specifikace tloušťky: Povlaky 3LPP jsou typicky silnější než 3LPE, přičemž celková tloušťka se pohybuje od 2,0 mm do 4,0 mm, v závislosti na konkrétní aplikaci.
Shrnutí stavebních požadavků: 3LPE a 3LPP vyžadují pečlivou přípravu povrchu a kontrolované aplikační prostředí. Povlaky 3LPP však obecně vyžadují silnější aplikace, aby se zlepšily jejich ochranné vlastnosti.

5. Stavební proces

Stavební proces 3LPE:
Čištění povrchu: Ocelová trubka se čistí pomocí metod, jako je abrazivní otryskání, aby se odstranila rez, vodní kámen a další nečistoty.
Aplikace FBE: Vyčištěná trubka se předehřeje a elektrostaticky se nanese vrstva FBE, která zajistí pevné spojení s ocelí.
Aplikace lepicí vrstvy: Na vrstvu FBE se nanese kopolymerní lepidlo, které spojí FBE s vnější polyetylenovou vrstvou.
Aplikace vrstvy PE: Polyetylenová vrstva je vytlačována na trubku, poskytuje mechanickou ochranu a dodatečnou odolnost proti korozi.
Chlazení a kontrola: Potažená trubka je ochlazena, zkontrolována na vady a připravena k přepravě.
Stavební proces 3LPP:
Čištění povrchu: Podobně jako u 3LPE je ocelová trubka důkladně vyčištěna, aby byla zajištěna správná adheze nátěrových vrstev.
Aplikace FBE: Vrstva FBE se nanáší na předehřátou trubku a slouží jako primární antikorozní vrstva.
Aplikace lepicí vrstvy: Na vrstvu FBE je naneseno kopolymerní lepidlo, které zajišťuje pevné spojení s polypropylenovým vrchním nátěrem.
Aplikace vrstvy PP: Polypropylenová vrstva je nanášena extruzí, která poskytuje vynikající mechanickou a teplotní odolnost.
Chlazení a kontrola: Trubka je ochlazena, zkontrolována na závady a připravena k nasazení.
Shrnutí stavebního procesu: Konstrukční procesy pro 3LPE a 3LPP jsou podobné, s různými materiály použitými pro vnější ochrannou vrstvu. Obě metody vyžadují pečlivou kontrolu teploty, čistoty a tloušťky vrstvy, aby byl zajištěn optimální výkon.

Závěr

Výběr mezi povlaky 3LPE a 3LPP závisí na několika faktorech, včetně provozní teploty, podmínek prostředí, mechanického namáhání a rozpočtu.
3LPE je ideální pro potrubí provozovaná při mírných teplotách a tam, kde náklady hrají významnou roli. Poskytuje vynikající odolnost proti korozi a mechanickou ochranu pro většinu aplikací na pevnině i na moři.
3LPP, na druhé straně je preferovanou volbou pro prostředí s vysokou teplotou a aplikace vyžadující vynikající mechanickou ochranu. Jeho vyšší cena je odůvodněna zvýšeným výkonem v náročných podmínkách.

Pochopení specifických požadavků vašeho projektu potrubí je zásadní pro výběr vhodného nátěru. 3LPE i 3LPP mají své silné stránky a aplikace a správná volba zajistí dlouhodobou ochranu a odolnost vaší potrubní infrastruktuře.

Zkoumání zásadní role ocelových trubek při průzkumu ropy a zemního plynu

/v /přidal

Zavedení

Ocelové trubky jsou kritické pro ropu a plyn, nabízejí bezkonkurenční odolnost a spolehlivost v extrémních podmínkách. Tyto trubky jsou nezbytné pro průzkum a přepravu, odolávají vysokým tlakům, korozivnímu prostředí a drsným teplotám. Tato stránka zkoumá kritické funkce ocelových trubek při průzkumu ropy a zemního plynu a podrobně popisuje jejich význam při vrtání, infrastruktuře a bezpečnosti. Zjistěte, jak může výběr vhodných ocelových trubek zvýšit provozní efektivitu a snížit náklady v tomto náročném odvětví.

I. Základní znalosti o ocelových trubkách pro ropný a plynárenský průmysl

1. Vysvětlení terminologie

API: Zkratka pro American Petroleum Institute.
OCTG: Zkratka pro Trubkové zboží ropné země, včetně trubky na olejové pouzdro, olejové trubky, vrtací trubky, vrtací objímky, vrtáků, přísavek, spojů Pup atd.
Olejové potrubí: Potrubí se používá v ropných vrtech pro těžbu, těžbu plynu, vstřikování vody a štěpení kyselin.
Kryt: Potrubí spuštěné z povrchu země do vyvrtaného vrtu jako vložka, aby se zabránilo zřícení stěny.
Vrtné trubky: Potrubí používané pro vrtání vrtů.
Potrubí: Potrubí používané k přepravě ropy nebo plynu.
Spojky: Válce používané ke spojení dvou závitových trubek s vnitřními závity.
Materiál spojky: Trubka používaná pro výrobu spojek.
Vlákna API: Trubkové závity specifikované standardem API 5B, včetně kulatých závitů pro olejové trubky, krátkých kulatých závitů pláště, dlouhých kulatých závitů pláště, částečných lichoběžníkových závitů pláště, potrubních závitů atd.
Prémiové připojení: Non-API závity s jedinečnými těsnícími vlastnostmi, spojovacími vlastnostmi a dalšími vlastnostmi.
Selhání: deformace, lom, poškození povrchu a ztráta původní funkce za specifických provozních podmínek.
Primární formy selhání: rozdrcení, uklouznutí, prasknutí, netěsnost, koroze, lepení, opotřebení atd.

2. Normy související s ropou

API Spec 5B, 17. vydání – Specifikace pro řezání závitů, měření a kontrolu závitů pláště, hadiček a závitů potrubí
API Spec 5L, 46. vydání – Specifikace pro Line Pipe
API Spec 5CT, 11. vydání – Specifikace pro plášť a potrubí
Specifikace API 5DP, 7. vydání – Specifikace pro vrtací trubku
API Spec 7-1, 2. vydání – Specifikace pro rotační prvky stopky vrtáku
API Spec 7-2, 2. vydání – Specifikace pro řezání závitů a měření závitových spojů s otočným osazením
API Spec 11B, 24. vydání – Specifikace pro přísavky, leštěné tyče a vložky, spojky, platinové tyče, leštěné objímky tyčí, ucpávky a pumpovací podložky
ISO 3183:2019 – Ropný a zemní plynárenský průmysl – Ocelové trubky pro potrubní dopravní systémy
ISO 11960:2020 – Ropný a zemní plynárenský průmysl – Ocelové trubky pro použití jako plášť nebo potrubí pro studny
NACE MR0175 / ISO 15156:2020 – Ropný a zemní plynárenský průmysl – Materiály pro použití v prostředích obsahujících H2S při výrobě ropy a zemního plynu

II. Olejové potrubí

1. Klasifikace olejových hadic

Olejové hadičky se dělí na olejové hadičky bez ucpání (NU), vnější pěchované olejové hadičky (EU) a olejové hadičky s integrovaným spojem (IJ). NU olejové potrubí znamená, že konec potrubí má průměrnou tloušťku, přímo otáčí závit a přivádí spojky. Pěchované potrubí znamená, že konce obou trubek jsou zvenčí pěchovány, poté jsou opatřeny závitem a spojeny. Trubka Integral Joint znamená, že jeden konec trubky je upnut s vnějšími závity a druhý je upnut s vnitřními závity spojenými přímo bez spojek.

2. Funkce olejového potrubí

① Těžba ropy a plynu: poté, co jsou ropné a plynové vrty vyvrtány a zacementovány, je potrubí umístěno do olejového pláště, aby se ropa a plyn extrahovaly do země.
② Vstřikování vody: když je tlak ve vrtu nedostatečný, vstříkněte vodu do studny hadičkou.
③ Vstřikování páry: Při regeneraci horkého oleje se pára přivádí do vrtu s izolovaným olejovým potrubím.
④ Acidifikace a štěpení: V pozdní fázi vrtání vrtů nebo ke zlepšení produkce ropných a plynových vrtů je nutné do vrstvy ropy a plynu vložit okyselovací a štěpící médium nebo vytvrzovací materiál a médium a vytvrzovací materiál jsou transportován přes olejové potrubí.

3. Třída oceli olejových trubek

Oceli olejových trubek jsou H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 se dělí na N80-1 a N80Q, oba mají stejné vlastnosti v tahu; tyto dva rozdíly jsou stav dodávky a rozdíly v nárazovém výkonu, dodávka N80-1 v normalizovaném stavu nebo když je konečná teplota válcování vyšší než kritická teplota Ar3 a snížení napětí po ochlazení vzduchem a lze je použít k nalezení válcování za tepla namísto normalizovaného, nárazové a nedestruktivní zkoušky nejsou vyžadovány; N80Q musí být temperovaný (kalený a temperovaný) Tepelné zpracování, nárazová funkce by měla být v souladu s ustanoveními API 5CT a mělo by jít o nedestruktivní testování.
L80 se dělí na L80-1, L80-9Cr a L80-13Cr. Jejich mechanické vlastnosti a stav dodávky jsou stejné. Rozdíly v použití, výrobní náročnosti a ceně: L80-1 je pro obecný typ, L80-9Cr a L80-13Cr jsou trubky s vysokou odolností proti korozi, obtížnou výrobou a jsou drahé a obvykle se používají v těžkých korozních vrtech.
C90 a T95 se dělí na 1 a 2 typy, a to C90-1, C90-2 a T95-1, T95-2.

4. Běžně používaná olejová trubka jakost oceli, název oceli a stav dodávky

J55 (37Mn5) NU Olejové trubky: Válcované za tepla místo normalizované
J55 (37Mn5) EU olejové hadičky: Plná délka normalizovaná po pěchování
N80-1 (36Mn2V) NU olejové potrubí: válcované za tepla místo normalizované
N80-1 (36Mn2V) EU olejové potrubí: Normalizované po celé délce po rozrušení
N80-Q (30Mn5) Olejové potrubí: 30Mn5, temperování po celé délce
L80-1 (30Mn5) Olejové potrubí: 30Mn5, temperování po celé délce
P110 (25CrMnMo) Olejové potrubí: 25CrMnMo, temperování po celé délce
J55 (37Mn5) Spojka: Za tepla válcovaná on-line Normalizovaná
N80 (28MnTiB) Spojka: Temperování po celé délce
L80-1 (28MnTiB) Spojka: Celodélková temperovaná
P110 (25CrMnMo) Spojka: Popouštění po celé délce

III. Plášťová trubka

1. Klasifikace a role pouzdra

Pouzdro je ocelová trubka, která podpírá stěnu ropných a plynových vrtů. V každém vrtu je použito několik vrstev pažnice podle různých hloubek vrtů a geologických podmínek. Cement se používá k cementování pláště po jeho spuštění do vrtu a na rozdíl od ropného potrubí a vrtného potrubí jej nelze znovu použít a patří mezi jednorázové spotřební materiály. Spotřeba pažnice proto tvoří více než 70 procent všech trubek ropných vrtů. Pouzdro lze podle použití rozdělit na pouzdro vodiče, mezipouzdro, výrobní pouzdro a pouzdro vložkové a jejich struktury v ropných vrtech jsou znázorněny na obrázku 1.

①Pouzdro vodiče: Typicky používající třídy API K55, J55 nebo H40 pouzdro vodiče stabilizuje ústí vrtu a izoluje mělké kolektory s průměry běžně kolem 20 palců nebo 16 palců.

②Střední pouzdro: Mezilehlé pouzdro, často vyrobené z API jakostí K55, N80, L80 nebo P110, se používá k izolaci nestabilních útvarů a proměnlivých tlakových zón s typickými průměry 13 3/8 palce, 11 3/4 palce nebo 9 5/8 palce. .

③Výrobní pouzdro: Výrobní pouzdro je vyrobeno z vysoce kvalitní oceli, jako jsou třídy API J55, N80, L80, P110 nebo Q125, a je navrženo tak, aby vydrželo výrobní tlaky, běžně o průměrech 9 5/8 palce, 7 palců nebo 5 1/2 palce.

④Pouzdro vložky: Vložky prodlužují vrt do nádrže pomocí materiálů, jako jsou třídy API L80, N80 nebo P110, s typickými průměry 7 palců, 5 palců nebo 4 1/2 palce.

⑤ Hadičky: Potrubí dopravuje uhlovodíky na povrch pomocí tříd API J55, L80 nebo P110 a je k dispozici v průměrech 4 1/2 palce, 3 1/2 palce nebo 2 7/8 palce.

IV. Vrtné trubky

1. Klasifikace a funkce trubek pro vrtací nástroje

Čtvercová vrtná trubka, vrtná trubka, vážená vrtná trubka a vrtací objímka ve vrtacích nástrojích tvoří vrtnou trubku. Vrtná trubka je nástroj pro jádrové vrtání, který pohání vrták ze země na dno studny, a je to také kanál ze země na dno studny. Má tři hlavní role:

① K přenosu točivého momentu k pohonu vrtáku k vrtání;

② Spoléhat se na svou váhu vůči vrtáku, aby přerušil tlak horniny na dně vrtu;

③ K přepravě mycí kapaliny, to znamená vrtání bahna v zemi přes vysokotlaká kalová čerpadla, vrtání sloupu do vrtu toku do dna vrtu, aby se propláchly kamenné úlomky a ochlazovaly vrtnou korunku a přenášely kamenné úlomky přes vnější povrch sloupu a stěnu studny mezi mezikruží k návratu do země, k dosažení účelu vrtání studny.

Vrtací trubka se používá v procesu vrtání, aby vydržela různé složité střídavé zatížení, jako je tah, tlak, kroucení, ohyb a další namáhání. Vnitřní povrch je také vystaven vysokotlakému oděru a korozi.
(1) Čtvercová vrtací trubka: Čtvercové vrtné trubky se dodávají ve dvou typech: čtyřhranné a šestihranné. V čínské ropné vrtné trubce každá sada vrtných sloupů obvykle používá čtyřhrannou vrtnou trubku. Jeho specifikace jsou 63,5 mm (2-1/2 palce), 88,9 mm (3-1/2 palce), 107,95 mm (4-1/4 palce), 133,35 mm (5-1/4 palce), 152,4 mm ( 6 palců) a tak dále. Obvykle se používá délka 1214,5 m.
(2) Vrtací trubka: Vrtná trubka je primárním nástrojem pro vrtání studní, připojená ke spodnímu konci čtyřhranné vrtné trubky, a jak se vrtná studna stále prohlubuje, vrtná trubka stále prodlužuje vrtný sloup jednu za druhou. Specifikace vrtné trubky jsou: 60,3 mm (2-3/8 palce), 73,03 mm (2-7/8 palce), 88,9 mm (3-1/2 palce), 114,3 mm (4-1/2 palce) , 127 mm (5 palců), 139,7 mm (5-1/2 palce) a tak dále.
(3) Těžká vrtací trubka: Zatížená vrtná trubka je přechodový nástroj spojující vrtnou trubku a vrtací objímku, který může zlepšit silový stav vrtné trubky a zvýšit tlak na vrták. Hlavní specifikace vážené vrtné trubky jsou 88,9 mm (3-1/2 palce) a 127 mm (5 palců).
(4) Vrtací límec: Vrtací límec je připojen ke spodní části vrtné trubky, což je speciální silnostěnná trubka s vysokou tuhostí. Vyvíjí tlak na vrták, aby rozbil kámen a hraje hlavní roli při vrtání rovné studny. Běžné specifikace vrtacích objímek jsou 158,75 mm (6-1/4 palce), 177,85 mm (7 palců), 203,2 mm (8 palců), 228,6 mm (9 palců) a tak dále.

V. Potrubí vedení

1. Klasifikace potrubí

Potrubní potrubí se používá v ropném a plynárenském průmyslu k přepravě ropy, rafinované ropy, zemního plynu a vodních potrubí se zkratkou ocelové trubky. Dopravní ropovody a plynovody se dělí na hlavní, odbočné a městské ropovody. Tři druhy potrubního přenosu mají obvyklé specifikace ∅406 ~ 1219 mm, tloušťku stěny 10 ~ 25 mm, ocel X42 ~ X80; potrubí odbočky a potrubí městské potrubní sítě mají obvykle specifikace pro ∅114 ~ 700 mm, tloušťku stěny 6 ~ 20 mm, jakost oceli pro X42 ~ X80. Třída oceli je X42～X80. Potrubí je k dispozici ve svařovaných a bezešvých typech. Welded Line Pipe se používá více než Seamless Line Pipe.

2. Standard Line Pipe

API Spec 5L – Specifikace pro potrubí
ISO 3183 – Ropný průmysl a průmysl zemního plynu – Ocelové trubky pro potrubní dopravní systémy

3. PSL1 a PSL2

PSL je zkratka pro úroveň specifikace produktu. Úroveň specifikace produktu potrubí je rozdělena na PSL 1 a PSL 2 a úroveň kvality je rozdělena na PSL 1 a PSL 2. PSL 2 je vyšší než PSL 1; dvě úrovně specifikace mají nejen odlišné požadavky na zkoušky, ale požadavky na chemické složení a mechanické vlastnosti se liší, takže podle objednávky API 5L jsou podmínky smlouvy, kromě specifikace specifikací, třídy oceli a dalších běžných ukazatelů, ale také musí uvádět úroveň specifikace produktu, to znamená PSL 1 nebo PSL 2. PSL 2 v chemickém složení, tahových vlastnostech, rázové síle, nedestruktivním testování a dalších ukazatelích jsou přísnější než PSL 1.

4. Třída oceli pro potrubí, chemické složení a mechanické vlastnosti

Oceli pro potrubí od nízkých po vysoké se dělí na A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 a X80. Podrobné chemické složení a mechanické vlastnosti naleznete ve specifikaci API 5L, 46. vydání.

5. Požadavky na hydrostatický test potrubí a nedestruktivní zkoušku

Potrubní potrubí by mělo být provedeno odbočkou hydraulickou zkouškou a norma neumožňuje nedestruktivní vytváření hydraulického tlaku, což je také velký rozdíl mezi normou API a našimi normami. PSL 1 nevyžaduje nedestruktivní testování; PSL 2 by měla být nedestruktivní testování větev po větvi.

VI. Prémiové připojení

1. Představení prémiových připojení

Premium Connection je trubkový závit s jedinečnou strukturou, která se liší od závitu API. Přestože je stávající závitové olejové pouzdro API široce používáno při těžbě ropných vrtů, jeho nedostatky jsou jasně ukázány v jedinečném prostředí některých ropných polí: sloupec API s kulatým závitem, ačkoli jeho těsnicí výkon je lepší, tažná síla nesená závitem část je ekvivalentní pouze 60% až 80% pevnosti těla trubky, a proto ji nelze použít při těžbě hlubinných vrtů; trubkový sloup s lichoběžníkovým závitem s předpětím API, ačkoli jeho pevnost v tahu je mnohem vyšší než u kulatého závitového spoje API, jeho těsnicí výkon není tak dobrý. Přestože je pevnost v tahu kolony mnohem vyšší než u kulatého závitového spoje API, její těsnicí výkon není příliš dobrý, takže jej nelze použít při využívání vysokotlakých plynových vrtů; Kromě toho může závitové mazivo hrát svou roli pouze v prostředí s teplotou pod 95 °C, takže jej nelze použít při těžbě vysokoteplotních vrtů.

Ve srovnání s kulatým závitem API a připojením částečným lichoběžníkovým závitem dosáhlo prémiové připojení průlomového pokroku v následujících aspektech:

(1) Dobré utěsnění díky elasticitě a konstrukci kovové těsnicí konstrukce činí těsnění spoje odolným vůči dosažení limitu tělesa potrubí v rámci průtažného tlaku;

(2) Vysoká pevnost spojení, spojení se speciálním přezkovým spojením olejového pouzdra, jeho pevnost spojení dosahuje nebo překračuje pevnost těla trubky, aby se zásadně vyřešil problém prokluzu;

(3) Zlepšením procesu výběru materiálu a povrchové úpravy se v zásadě vyřešil problém spony s lepením nití;

(4) Optimalizací konstrukce tak, aby rozložení napětí ve spoji bylo rozumnější a přispívalo k odolnosti vůči korozi napětím;

(5) Prostřednictvím ramenní struktury přiměřené konstrukce, aby bylo ovládání spony na operaci přístupnější.

Ropný a plynárenský průmysl se může pochlubit více než 100 patentovanými prémiovými spoji, které představují významný pokrok v technologii potrubí. Tyto specializované konstrukce závitů nabízejí vynikající těsnicí schopnosti, zvýšenou pevnost spojení a zvýšenou odolnost vůči namáhání okolním prostředím. Řešením problémů, jako jsou vysoké tlaky, korozivní prostředí a teplotní extrémy, tyto inovace zajišťují vynikající spolehlivost a efektivitu v provozech, které jsou pro ropu zdravé, po celém světě. Neustálý výzkum a vývoj prémiových připojení podtrhuje jejich klíčovou roli při podpoře bezpečnějších a produktivnějších vrtných postupů, což odráží pokračující závazek k technologické dokonalosti v energetickém sektoru.

Připojení VAM®: Spoje VAM® známé svým robustním výkonem v náročných prostředích se vyznačují pokročilou technologií těsnění kov na kov a schopností vysokého točivého momentu, což zajišťuje spolehlivý provoz v hlubokých vrtech a vysokotlakých nádržích.

Řada TenarisHydril Wedge: Tato řada nabízí řadu spojů, jako jsou Blue®, Dopeless® a Wedge 521®, známé svým výjimečným plynotěsným těsněním a odolností vůči kompresním a tahovým silám, což zvyšuje provozní bezpečnost a efektivitu.

TSH® Blue: Spoje TSH® Blue navržené společností Tenaris využívají patentovaný design s dvojitým ramenem a vysoce výkonný profil závitu, který poskytuje vynikající odolnost proti únavě a snadné sestavení v kritických aplikacích vrtání.

Grant Prideco™ XT® připojení: Spoje XT®, vyvinuté společností NOV, obsahují jedinečné těsnění kov na kov a robustní tvar závitu, což zajišťuje vynikající kapacitu točivého momentu a odolnost proti zadření, čímž prodlužuje provozní životnost spoje.

Připojení Hunting Seal-Lock®: Spojka Seal-Lock® od společnosti Hunting, která se vyznačuje těsněním kov na kov a jedinečným profilem závitu, je známá svou vynikající odolností vůči tlaku a spolehlivostí při vrtání na pevnině i na moři.

Závěr

Závěrem lze říci, že složitá síť ocelových trubek zásadních pro ropný a plynárenský průmysl zahrnuje širokou škálu specializovaných zařízení navržených tak, aby vydržela přísná prostředí a složité provozní požadavky. Od základních trubek, které podporují a chrání zdravé stěny, až po všestranné trubky používané při extrakčních a vstřikovacích procesech, každý typ trubek slouží k odlišnému účelu při průzkumu, výrobě a přepravě uhlovodíků. Normy, jako jsou specifikace API, zajišťují jednotnost a kvalitu napříč těmito potrubími, zatímco inovace, jako jsou prémiová připojení, zvyšují výkon v náročných podmínkách. Jak se technologie vyvíjí, tyto kritické komponenty postupují a zvyšují efektivitu a spolehlivost v globálních energetických operacích. Pochopení těchto potrubí a jejich specifikací podtrhuje jejich nepostradatelnou roli v infrastruktuře moderního energetického sektoru.

Pouzdro a hadice Super 13Cr SMSS 13Cr

SMSS 13Cr a DSS 22Cr v prostředí H₂S/CO₂-ropa-voda

/v /přidal

Zavedení

Korozní chování supermartenzitické nerezové oceli (SMS) 13Kr a Duplex Stainless Steel (DSS) 22Cr v prostředí H₂S/CO₂-olej-voda jsou velmi zajímavé zejména v ropném a plynárenském průmyslu, kde jsou tyto materiály často vystaveny tak drsným podmínkám. Zde je přehled toho, jak se každý materiál chová za těchto podmínek:

1. Super martenzitická nerezová ocel (SMSS) 13Cr:

Složení: SMSS 13Cr typicky obsahuje přibližně 12-14% chrom s malým množstvím niklu a molybdenu. Vysoký obsah chrómu mu dává dobrou odolnost proti korozi, zatímco martenzitická struktura zajišťuje vysokou pevnost.
Korozní chování:
Koroze CO₂: SMSS 13Cr vykazuje střední odolnost vůči korozi CO₂, především díky vytvoření ochranné vrstvy oxidu chromitého. V přítomnosti CO₂ je však lokalizovaná koroze, jako je důlková a štěrbinová koroze, riziková.
Koroze H₂S: H₂S zvyšuje riziko sulfidového stresového praskání (SSC) a vodíkového křehnutí. SMSS 13Cr je poněkud odolný, ale není imunní vůči těmto formám koroze, zejména při vyšších teplotách a tlacích.
Prostředí ropa-voda: Olej může někdy poskytnout ochrannou bariéru, která snižuje vystavení kovového povrchu korozivním činidlům. Voda, zejména solanka, však může být vysoce korozivní. Rovnováha olejové a vodní fáze může významně ovlivnit celkovou rychlost koroze.
Běžné problémy:
Sulfidové krakování stresu (SSC): Martenzitická struktura, i když je silná, je citlivá na SSC v přítomnosti H2S.
Důlková a štěrbinová koroze: To jsou významné obavy, zejména v prostředí s chloridy a CO₂.

2. Duplexní nerezová ocel (DSS) 22Cr:

Složení: DSS 22Cr obsahuje přibližně 22% chrom, přibližně 5% nikl, 3% molybden a vyváženou austenit-feritovou mikrostrukturu. To dává DSS vynikající odolnost proti korozi a vysokou pevnost.
Korozní chování:
Koroze CO₂: DSS 22Cr je odolnější vůči korozi CO₂ než SMSS 13Cr. Vysoký obsah chrómu a přítomnost molybdenu pomáhají vytvářet stabilní a ochrannou vrstvu oxidu, která odolává korozi.
Koroze H₂S: DSS 22Cr je vysoce odolný vůči korozi vyvolané H2S, včetně SSC a vodíkové křehkosti. Vyvážená mikrostruktura a složení slitiny pomáhají tato rizika zmírňovat.
Prostředí ropa-voda: DSS 22Cr dobře funguje ve smíšeném prostředí olej-voda, odolává obecné i lokální korozi. Přítomnost oleje může zvýšit odolnost proti korozi vytvořením ochranného filmu, ale to je pro DSS 22Cr méně kritické kvůli jeho přirozené odolnosti proti korozi.
Běžné problémy:
Praskání vlivem koroze (SCC): I když je DSS 22Cr odolnější než SMSS 13Cr, může být za určitých podmínek, jako jsou vysoké koncentrace chloridů při zvýšených teplotách, stále citlivý na SCC.
Lokalizovaná koroze: DSS 22Cr je obecně velmi odolný vůči důlkové a štěrbinové korozi, ale ty se mohou stále vyskytovat v extrémních podmínkách.

Srovnávací shrnutí:

Odolnost proti korozi: DSS 22Cr obecně nabízí vynikající odolnost proti korozi ve srovnání s SMSS 13Cr, zejména v prostředích s H2S a CO2.
Síla a houževnatost: SMSS 13Cr je robustnější, ale náchylnější k problémům s korozí, jako je SSC a důlková koroze.
Vhodnost aplikace: DSS 22Cr je často preferován v prostředích s vyšším rizikem koroze, jako jsou prostředí s vysokými hladinami H2S a CO2, zatímco SMSS 13Cr může být vybrán pro aplikace vyžadující vyšší pevnost se středním rizikem koroze.

Závěr:

Při výběru mezi SMSS 13Cr a DSS 22Cr pro použití v prostředí H₂S/CO₂-olej-voda je DSS 22Cr obvykle lepší volbou pro odolnost proti korozi, zejména v agresivnějších prostředích. Konečné rozhodnutí by však mělo vzít v úvahu specifické podmínky, včetně teploty, tlaku a relativních koncentrací H2S a CO2.

Desky a povrchové procesy pro stavbu nádrží na skladování oleje

Stavební nádrže na skladování oleje: Výběr desek a procesy

/v /přidal

Zavedení

Stavba nádrží na skladování ropy je pro ropný a plynárenský průmysl zásadní. Tyto nádrže musí být navrženy a vyrobeny přesně tak, aby byla zajištěna bezpečnost, trvanlivost a účinnost při skladování ropných produktů. Jednou z nejkritičtějších součástí těchto nádrží je výběr a zpracování desek použitých při jejich konstrukci. Tento blog poskytuje podrobný přehled kritérií pro výběr desek, výrobních procesů a úvah o stavbě nádrží na skladování ropy.

Důležitost výběru talíře

Desky jsou primární konstrukční součástí nádrží na skladování ropy. Výběr vhodných desek je zásadní z několika důvodů:
Bezpečnost: Vhodný materiál desky zajišťuje, že nádrž odolá vnitřnímu tlaku skladovaného produktu, podmínkám prostředí a potenciálním chemickým reakcím.
Trvanlivost: Vysoce kvalitní materiály zvyšují životnost nádrže, snižují náklady na údržbu a prostoje.
Dodržování: Dodržování průmyslových norem a předpisů je nezbytné pro legální provoz a ochranu životního prostředí.
Nákladová efektivita: Výběr správných materiálů a metod zpracování může výrazně snížit stavební a provozní náklady.

Typy nádrží na skladování ropy

Než se pustíte do výběru desek, je důležité porozumět různým typům nádrží na skladování oleje, protože každý typ má specifické požadavky:
Nádrže s pevnou střechou jsou nejběžnějším typem skladovacích nádrží používaných pro ropu a ropné produkty. Jsou vhodné pro kapaliny s nízkým tlakem par.
Plovoucí střešní nádrže: Tyto nádrže mají střechu, která plave na hladině skladované kapaliny, čímž se snižují ztráty odpařováním a nebezpečí výbuchu.
Kulové nádrže: Tyto válcové nádrže skladují zkapalněné plyny a těkavé kapaliny.
Kulové nádrže: Používá se pro skladování vysokotlakých kapalin a plynů, zajišťující rovnoměrné rozložení napětí.

Kritéria pro výběr talířů

1. Materiálové složení
Uhlíková ocel: Široce používaný díky své síle, cenové dostupnosti a dostupnosti. Vhodné pro většinu ropy a ropných produktů.
Nerezová ocel: Upřednostňuje se pro skladování korozivních nebo vysokoteplotních produktů díky své odolnosti proti korozi.
Hliník: Lehký a odolný proti korozi, ideální pro komponenty plovoucí střechy a nádrže v korozivním prostředí.
Kompozitní materiály: Příležitostně se používá pro specifické aplikace vyžadující vysokou odolnost proti korozi a nízkou hmotnost.
2. Tloušťka a velikost
Tloušťka: Toto je určeno návrhovým tlakem, průměrem a výškou nádrže. Obvykle se pohybuje od 5 mm do 30 mm.
Velikost: Desky by měly být dostatečně velké, aby minimalizovaly sváry, ale měly by být zvládnutelné pro manipulaci a přepravu.
3. Mechanické vlastnosti
Pevnost v tahu: Zajišťuje, že nádrž odolá vnitřnímu tlaku a vnějším silám.
Kujnost: Umožňuje deformaci bez lámání, přizpůsobuje se změnám tlaku a teploty.
Odolnost vůči nárazu: Důležité pro odolnost proti náhlým silám, zejména v chladnějším prostředí.
4. Environmentální faktory
Změny teploty: Zohlednění chování materiálu při extrémních teplotách.
Korozivní prostředí: Výběr materiálů odolných vůči korozi prostředí, zejména pro pobřežní nebo pobřežní instalace.

Materiálové standardy a třídy

Při výběru materiálů pro nádrže na skladování oleje je zásadní dodržovat uznávané normy a třídy, protože to zajišťuje kvalitu, výkon a shodu s průmyslovými předpisy.

Uhlíková ocel

Normy: ASTM A36, ASTM A283, JIS G3101
Známky:
ASTM A36: Běžná konstrukční ocel používaná pro konstrukci nádrží díky její dobré svařitelnosti a obrobitelnosti.
ASTM A283 třída C: Nabízí dobrou pevnost a flexibilitu pro středně namáhané aplikace.
JIS G3101 SS400: Japonský standard pro uhlíkovou ocel používanou pro obecné konstrukční účely, známý pro své dobré mechanické vlastnosti a svařitelnost.

Nerezová ocel

Normy: ASTM A240
Známky:
304/304L: Nabízí dobrou odolnost proti korozi a používá se pro skladování mírně korozivních produktů v nádržích.
Díky přidanému molybdenu, 316/316L Poskytuje vynikající odolnost proti korozi, zejména v mořském prostředí.
904L (UNS N08904): Známý pro svou vysokou odolnost proti korozi, zejména proti chloridům a kyselině sírové.
Duplexní nerezová ocel 2205 (UNS S32205): Kombinuje vysokou pevnost s vynikající odolností proti korozi, vhodné pro drsná prostředí.

Hliník

Normy: ASTM B209
Známky:
5083: Známý pro svou vysokou pevnost a vynikající odolnost proti korozi, je ideální pro nádrže v mořském prostředí.
6061: Nabízí dobré mechanické vlastnosti a svařitelnost, vhodný pro konstrukční díly.

Kompozitní materiály

Normy: ASME RTP-1
Aplikace: Používá se ve specializovaných aplikacích vyžadujících odolnost proti chemickému napadení a úsporu hmotnosti.

Typy obložení a povlaků

Obložení a nátěry chrání nádrže na skladování oleje před korozí a poškozením životního prostředí. Volba obložení a nátěru závisí na umístění nádrže, obsahu a ekologických podmínkách.

Vnější nátěry

Epoxidové nátěry:
Vlastnosti: Nabízí vynikající přilnavost a odolnost proti korozi. Vhodné do drsného prostředí.
Aplikace: Používá se na vnější povrchy nádrží k ochraně proti povětrnostním vlivům a působení chemikálií.
Doporučené značky:
Hempel: Hempel's Epoxy 35540
AkzoNobel: Interseal 670HS
Jotun: Jotamastic 90
3M: Epoxidový nátěr Scotchkote 162PWX
Doporučená tloušťka suchého filmu (DFT): 200-300 mikronů
Polyuretanové nátěry:
Vlastnosti: Poskytuje vynikající odolnost vůči UV záření a flexibilitu.
Aplikace: Ideální pro nádrže vystavené slunečnímu záření a měnícím se povětrnostním podmínkám.
Doporučené značky:
Hempel: Hempel's Polyuretan Enamel 55300
AkzoNobel: Interthane 990
Jotun: Pevná střecha XP
Doporučený DFT: 50-100 mikronů
Základní nátěry bohaté na zinek:
Vlastnosti: Zajistěte katodickou ochranu ocelových povrchů.
Aplikace: Používá se jako základní nátěr, aby se zabránilo korozi.
Doporučené značky:
Hempel: Hempadur Zinc 17360
AkzoNobel: Interzinc 52
Jotun: Bariéra 77
Doporučený DFT: 120-150 mikronů

Vnitřní obložení

Fenolické epoxidové obložení:
Vlastnosti: Vynikající chemická odolnost vůči ropným produktům a rozpouštědlům.
Aplikace: Používá se uvnitř nádrží na skladování ropy a rafinovaných produktů.
Doporučené značky:
Hempel: Hempel's Phenolic 35610
AkzoNobel: Interline 984
Jotun: Úschovna nádrže
Doporučený DFT: 400-600 mikronů
Skleněné vločkové povlaky:
Vlastnosti: Vysoká chemická odolnost a odolnost proti oděru.
Aplikace: Vhodné pro skladování agresivních chemikálií a dna nádrží.
Doporučené značky:
Hempel: Hempel's Glassflake 35620
AkzoNobel: Interzone 954
Jotun: Baltoflake
Doporučený DFT: 500-800 mikronů
Gumové obložení:
Vlastnosti: Poskytují flexibilitu a odolnost vůči chemikáliím.
Aplikace: Používá se pro skladování žíravých látek, jako jsou kyseliny.
Doporučené značky:
3M: Scotchkote Poly-Tech 665
Doporučený DFT: 2-5 mm

Úvahy o výběru

Kompatibilita produktu: Ujistěte se, že podšívka nebo povlak jsou kompatibilní se skladovaným produktem, aby se zabránilo reakcím.
Ekologické předpoklady: Při výběru obložení a nátěrů vezměte v úvahu teplotu, vlhkost a chemické vystavení.
Údržba a životnost: Vyberte si podšívky a povlaky, které nabízejí dlouhodobou ochranu a snadno se udržují.

Výrobní procesy

Výroba nádrží na skladování ropy zahrnuje několik klíčových procesů:
1. Řezání
Mechanické řezání: Zahrnuje stříhání, řezání a frézování pro tvarování desek.
Tepelné řezání: Využívá kyslíko-palivové, plazmové nebo laserové řezání pro přesné a efektivní tvarování.
2. Svařování
Svařování je rozhodující pro spojování desek a zajištění strukturální integrity.
Svařování stíněným kovovým obloukem (SMAW): Běžně se používá pro svou jednoduchost a všestrannost.
Gas Tungsten Arc Welding (GTAW): Poskytuje vysoce kvalitní svary pro kritické spoje.
Svařování pod tavidlem (SAW): Vhodné pro tlusté plechy a dlouhé švy, nabízí hlubokou penetraci a vysokou rychlost nanášení.
3. Tváření
Válcování: Desky jsou válcovány do požadovaného zakřivení pro válcové stěny nádrže.
Stiskněte Formování: Používá se pro tvarování konců nádrží a dalších složitých součástí.
4. Kontrola a testování
Nedestruktivní testování (NDT): Techniky jako ultrazvukové testování a radiografie zajišťují kvalitu svaru a strukturální integritu bez poškození materiálu.
Tlakové zkoušky: Zajišťuje, že nádrž vydrží projektovaný tlak bez úniku.
5. Příprava povrchu a nátěr
Odstřelování: Čistí a připravuje povrch pro nátěr.
Povlak: Aplikace ochranných nátěrů pro zabránění korozi a prodloužení životnosti nádrže.
Průmyslové normy a předpisy
Dodržování průmyslových standardů zajišťuje bezpečnost, kvalitu a shodu. Mezi klíčové standardy patří:
API 650: Standard pro svařované ocelové skladovací nádrže na ropu a plyn.
API 620: Zahrnuje návrh a konstrukci velkých, nízkotlakých skladovacích nádrží.
ASME sekce VIII: Poskytuje pokyny pro konstrukci tlakových nádob.

Závěr

Konstrukce nádrží na skladování ropy vyžaduje pečlivou pozornost k detailům, zejména při výběru a zpracování plechů. Zvážením faktorů, jako je složení materiálu, tloušťka, mechanické vlastnosti a podmínky prostředí, mohou stavitelé zajistit bezpečnost, trvanlivost a nákladovou efektivitu těchto kritických konstrukcí. Dodržování průmyslových norem a předpisů dále zajišťuje shodu a ochranu životního prostředí. Vzhledem k tomu, že se ropný a plynárenský průmysl neustále vyvíjí, pokroky v materiálech a výrobních technologiích budou nadále zlepšovat konstrukci nádrží na skladování ropy.