Vedyn aiheuttama halkeilu HIC

Ympäristökrakkaus: HB, HIC, SWC, SOHIC, SSC, SZC, HSC, HE, SCC

/sisään /kirjoittaja

Johdanto

Aloilla, joilla materiaalit ovat alttiina ankarille ympäristöille – kuten öljy ja kaasu, kemiallinen käsittely ja sähköntuotanto – ympäristön halkeilujen ymmärtäminen ja estäminen on ratkaisevan tärkeää. Tämäntyyppiset halkeilut voivat johtaa katastrofaalisiin vioihin, kalliisiin korjauksiin ja merkittäviin turvallisuusriskeihin. Tämä blogiviesti tarjoaa yksityiskohtaisen ja ammattimaisen yleiskatsauksen ympäristön halkeilun eri muodoista, kuten HB, HIC, SWC, SOHIC, SSC, SZC, HSC, HE ja SCC, mukaan lukien niiden tunnistaminen, taustalla olevat mekanismit ja ehkäisystrategiat.

1. Vetyrakkulat (HB)

Tunnustus:
Vetyrakkuloille on ominaista rakkuloiden tai pullistumien muodostuminen materiaalin pinnalle. Nämä rakkulat johtuvat vetyatomien tunkeutumisesta materiaaliin ja kerääntymisestä sisäisiin vioihin tai sulkeumiin muodostaen vetymolekyylejä, jotka luovat paikallisen korkean paineen.

Mekanismi:
Vetyatomit diffundoituvat materiaaliin, tyypillisesti hiiliteräkseen, ja yhdistyvät uudelleen molekyylivetyksi epäpuhtauksien tai tyhjien paikoissa. Näiden vetymolekyylien paine luo rakkuloita, heikentää materiaalia ja johtaa edelleen hajoamiseen.

Ennaltaehkäisy:

  • Materiaalin valinta: Käytä vähän epäpuhtauksia sisältäviä materiaaleja, erityisesti vähän rikkipitoisia teräksiä.
  • Suojapinnoitteet: Pinnoitteiden levitys, jotka estävät vedyn sisäänpääsyn.
  • Katodinen suojaus: Katodisten suojajärjestelmien käyttöönotto vedyn absorption vähentämiseksi.

2. Vedyn aiheuttama halkeilu (HIC)

Tunnustus:
Vedyn aiheuttama halkeilu (HIC) tunnistetaan sisäisistä halkeamista, jotka kulkevat usein samansuuntaisesti materiaalin valssaussuunnan kanssa. Nämä halkeamat sijaitsevat tyypillisesti raerajoilla eivätkä ulotu materiaalin pintaan, mikä tekee niiden havaitsemisen vaikeaksi ennen kuin merkittävää vahinkoa on tapahtunut.

Mekanismi:
Vetyrakkulan tapaan vetyatomit tulevat materiaaliin ja yhdistyvät muodostaen molekyylivetyä sisäisissä onteloissa tai inkluusioissa. Näiden molekyylien synnyttämä paine aiheuttaa sisäisiä halkeamia, mikä vaarantaa materiaalin rakenteellisen eheyden.

Ennaltaehkäisy:

  • Materiaalin valinta: Valitse vähärikkisiä teräksiä, joissa on vähemmän epäpuhtauksia.
  • Lämpökäsittely: Käytä asianmukaisia lämpökäsittelyprosesseja materiaalin mikrorakenteen jalostamiseksi.
  • Suojatoimenpiteet: Käytä pinnoitteita ja katodisuojaa estämään vedyn absorptio.

3. Stressilähtöinen vedyn aiheuttama halkeilu (SOHIC)

Tunnustus:
SOHIC on vedyn aiheuttaman halkeilun muoto, joka tapahtuu ulkoisen vetojännityksen läsnä ollessa. Se tunnistetaan ominaisesta porrasmaisesta halkeamiskuviosta, joka havaitaan usein hitsien tai muiden korkean jännityksen alueiden lähellä.

Mekanismi:
Vedyn aiheuttama halkeilu ja vetojännitys johtavat vakavampaan ja selkeämpään halkeilukuvioon. Jännitys pahentaa vetyhaurastumisen vaikutuksia, jolloin halkeama etenee vaiheittain.

Ennaltaehkäisy:

  • Stressinhallinta: Ota käyttöön stressiä lievittäviä hoitoja vähentääksesi jäännösjännitystä.
  • Materiaalin valinta: Käytä materiaaleja, jotka kestävät paremmin vetyhaurautta.
  • Suojatoimenpiteet: Käytä suojapinnoitteita ja katodisuojaa.

4. Sulfid Stress Cracking (SSC)

Tunnustus:
Sulfidijännityshalkeilu (SSC) ilmenee hauraina halkeamia korkealujissa teräksissä, jotka ovat alttiina vetysulfidiympäristöille (H₂S). Nämä halkeamat ovat usein rakeidenvälisiä ja voivat levitä nopeasti vetojännityksen alaisena, mikä johtaa äkilliseen ja katastrofaaliseen vaurioitumiseen.

Mekanismi:
Vetysulfidin läsnä ollessa materiaali absorboi vetyatomeja, mikä johtaa haurastumiseen. Tämä haurastuminen vähentää materiaalin kykyä kestää vetojännitystä, mikä johtaa hauraaseen murtumaan.

Ennaltaehkäisy:

  • Materiaalin valinta: Käytä hapanhoitoa kestäviä materiaaleja, joiden kovuus on valvottu.
  • Ympäristönvalvonta: Rikkivedylle altistumisen vähentäminen tai inhibiittoreiden käyttö sen vaikutuksen minimoimiseksi.
  • Suojapinnoitteet: Pinnoitteiden levitys estämään rikkivetyä.

5. Vaiheittainen krakkaus (SWC)

Tunnustus:
Vaiheittaista tai vetyhalkeilua esiintyy korkealujissa teräksissä, erityisesti hitsatuissa rakenteissa. Se tunnistetaan siksak- tai portaikkomaisesta halkeamakuviosta, joka havaitaan tyypillisesti hitsausten lähellä.

Mekanismi:
Vaiheittaista halkeilua tapahtuu vetyhaurastumisen ja hitsauksen jäännösjännityksen yhteisvaikutuksista johtuen. Halkeama etenee vaiheittain noudattaen heikointa reittiä materiaalin läpi.

Ennaltaehkäisy:

  • Lämpökäsittely: Käytä esi- ja jälkihitsauksen lämpökäsittelyjä jäännösjännityksen vähentämiseksi.
  • Materiaalin valinta: Valitse materiaalit, jotka kestävät paremmin vetyhaurautta.
  • Vetypaisto: Suorita vedyn paistotoimenpiteet hitsauksen jälkeen imeytyneen vedyn poistamiseksi.

6. Stressisinkin halkeilu (SZC)

Tunnustus:
Jännityssinkkihalkeilua (SZC) esiintyy sinkityissä (galvanoiduissa) teräksissä. Se tunnistetaan rakeiden välisistä halkeamista, jotka voivat johtaa sinkkipinnoitteen delaminaatioon ja sitä seuraavaan alla olevan teräksen rakenteelliseen vaurioitumiseen.

Mekanismi:
Sinkkipinnoitteen sisäinen vetojännitys ja altistuminen syövyttävälle ympäristölle aiheuttaa SZC:n. Pinnoitteen sisällä oleva jännitys yhdessä ympäristötekijöiden kanssa johtaa rakeiden väliseen halkeiluun ja vaurioitumiseen.

Ennaltaehkäisy:

  • Pinnoitteen hallinta: Varmista, että sinkkipinnoitteen paksuus on oikea liiallisen rasituksen välttämiseksi.
  • Suunnittelussa huomioonotettavia seikkoja: Vältä jyrkkiä mutkia ja kulmia, jotka keskittävät jännityksen.
  • Ympäristönvalvonta: Vähennä altistumista syövyttäville ympäristöille, jotka voivat pahentaa halkeilua.

7. Vetyjännityskrakkaus (HSC)

Tunnustus:
Vetyjännityskrakkaus (HSC) on vetyhaurastuminen vedylle altistetuissa lujissa teräksissä. Sille on ominaista äkillinen hauras murtuma vetojännityksen alaisena.

Mekanismi:
Vetyatomit diffundoituvat teräkseen aiheuttaen haurastumista. Tämä haurastuminen vähentää merkittävästi materiaalin sitkeyttä, mikä tekee siitä alttiita halkeilulle ja äkillisille vaurioille rasituksen alaisena.

Ennaltaehkäisy:

  • Materiaalin valinta: Valitse materiaalit, jotka ovat vähemmän herkkiä vetyhaurastumiselle.
  • Ympäristönvalvonta: Minimoi vedyn altistuminen käsittelyn ja huollon aikana.
  • Suojatoimenpiteet: Käytä suojapinnoitteita ja katodisuojaa estääksesi vedyn sisäänpääsyn.

8. Vetyhaurastuminen (HE)

Tunnustus:
Vetyhaurastuminen (HE) on yleinen termi kimmoisuuden menettämisestä ja materiaalin halkeilusta tai murtumisesta vedyn absorption seurauksena. Murtuman äkillinen ja hauras luonne tunnistetaan usein.

Mekanismi:
Vetyatomit tunkeutuvat metallin hilarakenteeseen vähentäen merkittävästi sen taipuisuutta ja sitkeyttä. Jännityksessä hauras materiaali on alttiina halkeilemaan ja rikkoutumaan.

Ennaltaehkäisy:

  • Materiaalin valinta: Käytä materiaaleja, jotka kestävät vetyhaurautta.
  • Vedyn ohjaus: Hallitse vedyn altistumista valmistuksen ja huollon aikana imeytymisen estämiseksi.
  • Suojapinnoitteet: Levitä pinnoitteita, jotka estävät vedyn pääsyn materiaaliin.

9. Stress Corrosion Cracking (SCC)

Tunnustus:
Jännityskorroosiohalkeilulle (SCC) on ominaista hienot halkeamat, jotka tyypillisesti alkavat materiaalin pinnasta ja etenevät sen paksuuden läpi. SCC syntyy, kun materiaali altistuu syövyttävälle ympäristölle vetojännityksen alaisena.

Mekanismi:
SCC syntyy vetojännityksen ja syövyttävän ympäristön yhteisvaikutuksista. Esimerkiksi kloridin aiheuttama SCC on yleinen ongelma ruostumattomissa teräksissä, joissa kloridi-ionit helpottavat halkeamien alkamista ja etenemistä jännityksen alaisena.

Ennaltaehkäisy:

  • Materiaalin valinta: Valitse materiaalit, jotka kestävät tiettyjä ympäristön kannalta merkityksellisiä SCC-tyyppejä.
  • Ympäristönvalvonta: Vähennä syövyttävien aineiden, kuten kloridien, pitoisuutta käyttöympäristössä.
  • Stressinhallinta: Käytä jännityksenpoistohehkutusta ja huolellista suunnittelua minimoidaksesi jäännösjännitykset, jotka vaikuttavat SCC:hen.

Johtopäätös

Ympäristöhalkeilu on monimutkainen ja monitahoinen haaste teollisuudelle, jolla materiaalien eheys on kriittinen. Kunkin halkeilutyypin, kuten HB, HIC, SWC, SOHIC, SSC, SZC, HSC, HE ja SCC, taustalla olevien erityismekanismien ymmärtäminen on välttämätöntä tehokkaan ehkäisyn kannalta. Ottamalla käyttöön strategioita, kuten materiaalin valintaa, stressinhallintaa, ympäristönhallintaa ja suojaavia pinnoitteita, teollisuus voi vähentää merkittävästi näihin halkeilumuotoihin liittyviä riskejä ja varmistaa infrastruktuurinsa turvallisuuden, luotettavuuden ja pitkäikäisyyden.

Teknologisen kehityksen jatkuessa kehittyvät myös menetelmät ympäristön halkeilua vastaan. Tämä tekee jatkuvasta tutkimuksesta ja kehityksestä elintärkeää materiaalin eheyden säilyttämiseksi jatkuvasti vaativissa ympäristöissä.

Öljyn varastosäiliöiden rakentaminen: Teräslevyvaatimusten laskeminen

Öljynvarastosäiliöiden teräslevyjen lukumäärän laskeminen

/sisään /kirjoittaja

Johdanto

Öljysäiliöiden rakentamiseen liittyy tarkka suunnittelu ja tarkat laskelmat rakenteen eheyden, turvallisuuden ja kustannustehokkuuden varmistamiseksi. Säiliöille, jotka on rakennettu käyttämällä hiiliteräslevyt, näiden levyjen määrän ja järjestelyn määrittäminen on ratkaisevan tärkeää. Tässä blogissa tutkimme öljysäiliöiden teräslevyjen lukumäärän laskemista käyttämällä erityistä esimerkkiä havainnollistamaan vaiheita.

Projektin tekniset tiedot

Asiakkaan vaatimukset:

  • Levyn paksuusvaihtoehdot: 6mm, 8mm ja 10mm hiiliteräslevyt
  • Levyn mitat: Leveys: 2200mm, Pituus: 6000mm

Säiliön tekniset tiedot:

  • Tankkien määrä: 3
  • Yksittäisen säiliön tilavuus: 3000 kuutiometriä
  • Korkeus: 12 metriä
  • Halkaisija: 15,286 metriä

Kolmen lieriömäisen öljysäiliön teräslevymäärien laskemisen vaiheet

Vaihe 1: Laske yksittäisen säiliön pinta-ala

Kunkin säiliön pinta-ala on sylinterimäisen vaipan, pohjan ja katon pintojen summa.

1. Laske ympärysmitta ja kuoren pinta-ala

2. Laske pohjan ja katon pinta-ala

 

Vaihe 2: Laske kaikkien säiliöiden kokonaispinta-ala

Vaihe 3: Määritä tarvittavien teräslevyjen määrä

Vaihe 4: Määritä levyn paksuus

Säiliöiden rakenteellisen eheyden ja kustannusten optimoimiseksi kohdista eri levypaksuudet kunkin säiliön eri osiin:

  • 6mm levyt: Käytä kattoihin, joissa rakenteellinen rasitus on pienempi.
  • 8mm levyt: Levitä säiliön kuorien yläosiin, joissa rasitus on kohtalaista.
  • 10 mm levyt: Näitä käytetään kuorien pohjassa ja alaosissa, joissa rasitus on suurin varastoidun öljyn painon vuoksi.

Vaihe 5: Esimerkki levyjen jakamisesta kullekin säiliölle

Pohjalevyt:

  • Vaadittu pinta-ala säiliötä kohti: 183,7 neliömetriä
  • Levyn paksuus: 10mm
  • Levyjen määrä säiliötä kohti: [183.7/13.2] levyt
  • Yhteensä 3 tankille: 14 × 3 levyt

Kuorilevyt:

  • Vaadittu pinta-ala säiliötä kohti: 576 neliömetriä
  • Levyn paksuus: 10mm (alaosa), 8mm (yläosa)
  • Levyjen määrä säiliötä kohti: [576/13.2] levyt
    • Alaosa (10 mm): Noin 22 levyä säiliötä kohti
    • Yläosa (8 mm): Noin 22 levyä säiliötä kohti
  • Yhteensä 3 tankille: 44 × 3 levyt

Kattolevyt:

  • Vaadittu pinta-ala säiliötä kohti: 183,7 neliömetriä
  • Levyn paksuus: 6mm
  • Levyjen määrä säiliötä kohti: [183.7/13.2] levyt
  • Yhteensä 3 tankille: 14 × 3 = levyt

Tarkkoja laskelmia koskevia huomioita

  • Korroosiokorvaus: Lisää paksuutta tulevan korroosion huomioon ottamiseksi.
  • Hukkaa: Harkitse materiaalin hukkaa leikkauksesta ja sovituksesta, tyypillisesti lisäämällä 5-10% ylimääräistä materiaalia.
  • Suunnittelukoodit: Kun määrität levyn paksuutta ja säiliön rakennetta, varmista, että noudatetaan asiaankuuluvia suunnittelukoodeja ja standardeja, kuten API 650.

Johtopäätös

Hiiliteräslevyillä varustettujen öljysäiliöiden rakentaminen edellyttää tarkat laskelmat materiaalitehokkuuden ja rakenteellisen eheyden varmistamiseksi. Määrittämällä pinta-alan tarkasti ja ottamalla huomioon sopivat levypaksuudet, voit arvioida alan standardien ja asiakkaiden vaatimukset täyttävien säiliöiden rakentamiseen tarvittavien levyjen määrän. Nämä laskelmat muodostavat perustan onnistuneelle säiliön rakentamiselle, mikä mahdollistaa tehokkaan materiaalin hankinnan ja projektisuunnittelun. Olipa kyseessä uusi projekti tai olemassa olevien säiliöiden jälkiasennus, tämä lähestymistapa takaa vankat ja luotettavat öljynvarastointiratkaisut, jotka vastaavat teknisiä parhaita käytäntöjä. Jos sinulla on uusi LNG-, lentopolttoaine- tai raakaöljysäiliöprojekti, ota yhteyttä osoitteeseen [email protected] saadaksesi optimaalisen teräslevytarjouksen.

3LPE-pinnoite vs 3LPP-pinnoite

3LPE vs 3LPP: Putkilinjapinnoitteiden kattava vertailu

/sisään /kirjoittaja

Johdanto

Putkilinjojen pinnoitteet suojaavat teräsputkia korroosiolta ja muilta ympäristötekijöiltä. Yleisimmin käytettyjä pinnoitteita ovat mm 3-kerroksinen polyeteeni (3LPE) ja 3-kerroksinen polypropeeni (3LPP) pinnoitteet. Molemmat pinnoitteet tarjoavat vankan suojan, mutta ne eroavat sovelluksen, koostumuksen ja suorituskyvyn suhteen. Tämä blogi tarjoaa yksityiskohtaisen vertailun 3LPE- ja 3LPP-pinnoitteiden välillä keskittyen viiteen avainalueeseen: pinnoitteen valinta, pinnoitteen koostumus, pinnoitteen suorituskyky, rakennusvaatimukset ja rakennusprosessi.

1. Pinnoitteen valinta

3LPE-pinnoite:
Käyttö: 3LPE:tä käytetään laajasti öljy- ja kaasuteollisuuden maa- ja offshore-putkistoissa. Se sopii erityisen hyvin ympäristöihin, joissa vaaditaan kohtalaista lämpötilankestoa ja erinomaista mekaanista suojausta.
Lämpötila-alue: 3LPE-pinnoitetta käytetään tyypillisesti putkissa, jotka toimivat -40 °C ja 80 80 °C:n lämpötiloissa.
Kustannusten huomioon ottaminen: 3LPE on yleensä kustannustehokkaampi kuin 3LPP, joten se on suosittu valinta projekteihin, joissa on budjettirajoituksia ja joissa lämpötilavaatimukset ovat sen tukeman alueen sisällä.
3LPP-pinnoite:
Käyttö: 3LPP:tä suositaan korkeissa lämpötiloissa, kuten syvänmeren offshore-putkistoissa ja kuumia nesteitä kuljettavissa putkissa. Sitä käytetään myös alueilla, joilla tarvitaan ylivoimaista mekaanista suojausta.
Lämpötila-alue: 3LPP-pinnoitteet kestävät korkeampia lämpötiloja, tyypillisesti välillä -20 °C ja 140 °C, joten ne sopivat vaativampiin sovelluksiin.
Kustannusten huomioon ottaminen: 3LPP-pinnoitteet ovat kalliimpia ylivoimaisen lämmönkestävyyden ja mekaanisten ominaisuuksiensa vuoksi, mutta ne ovat välttämättömiä putkilinjoille, jotka toimivat äärimmäisissä olosuhteissa.
Valinnan yhteenveto: Valinta 3LPE:n ja 3LPP:n välillä riippuu ensisijaisesti putkilinjan käyttölämpötilasta, ympäristöolosuhteista ja budjettinäkökohdista. 3LPE on ihanteellinen kohtalaisiin lämpötiloihin ja kustannusherkkään projekteihin, kun taas 3LPP on suositeltava korkeissa lämpötiloissa, joissa tehostettu mekaaninen suoja on välttämätöntä.

2. Pinnoitekoostumus

3LPE-pinnoitteen koostumus:
Kerros 1: Fuusiosidottu epoksi (FBE): Sisempi kerros antaa erinomaisen tarttuvuuden teräsalustaan ja on ensisijainen korroosiosuojakerros.
Kerros 2: Kopolymeeriliima: Tämä kerros sitoo FBE-kerroksen polyeteenipintamaaliin varmistaen vahvan tarttuvuuden ja lisäkorroosiosuojan.
Kerros 3: polyeteeni (PE): Ulkokerros tarjoaa mekaanisen suojan fyysisiltä vaurioilta käsittelyn, kuljetuksen ja asennuksen aikana.
3LPP-pinnoitteen koostumus:
Kerros 1: Fuusiosidottu epoksi (FBE): Kuten 3LPE:ssä, 3LPP:n FBE-kerros toimii ensisijaisena korroosiosuoja- ja liimakerroksena.
Kerros 2: Kopolymeeriliima: Tämä liimakerros kiinnittää FBE:n polypropeenipintamaaliin varmistaen vahvan tarttuvuuden.
Kerros 3: Polypropeeni (PP): Polypropeenin ulkokerros tarjoaa erinomaisen mekaanisen suojan ja korkeamman lämmönkestävyyden kuin polyeteeni.
Koostumus yhteenveto: Molemmilla pinnoitteilla on samanlainen rakenne, jossa on FBE-kerros, kopolymeeriliima ja ulompi suojakerros. Ulkokerroksen materiaali kuitenkin eroaa – polyeteeni 3LPE:ssä ja polypropeeni 3LPP:ssä – mikä johtaa eroihin suorituskykyominaisuuksissa.

3. Pinnoitteen suorituskyky

3LPE-pinnoitteen suorituskyky:
Lämpötilankestävyys: 3LPE toimii hyvin kohtuullisessa lämpötilassa, mutta se ei välttämättä sovellu yli 80 °C lämpötiloihin.
Mekaaninen suojaus: Polyeteeninen ulkokerros kestää erinomaisesti fyysisiä vaurioita, joten se sopii maa- ja offshore-putkilinjoihin.
Korroosionkestävyys: FBE- ja PE-kerrosten yhdistelmä tarjoaa vankan suojan korroosiota vastaan, erityisesti kosteissa tai märissä ympäristöissä.
Kemiallinen resistanssi: 3LPE kestää hyvin kemikaaleja, mutta on vähemmän tehokas ympäristöissä, joissa on aggressiivinen kemikaalialtistus, verrattuna 3LPP:hen.
3LPP-pinnoitteen suorituskyky:
Lämpötilankestävyys: 3LPP on suunniteltu kestämään jopa 140 °C:n lämpötiloja, joten se on ihanteellinen putkiin, jotka kuljettavat kuumia nesteitä tai korkeissa lämpötiloissa.
Mekaaninen suojaus: Polypropeenikerros tarjoaa erinomaisen mekaanisen suojan, erityisesti syvänmeren offshore-putkistoissa, joissa on korkeampi ulkoinen paine ja fyysinen rasitus.
Korroosionkestävyys: 3LPP tarjoaa erinomaisen korroosiosuojan, joka on samanlainen kuin 3LPE, mutta se toimii paremmin korkeammissa lämpötiloissa.
Kemiallinen resistanssi: 3LPP:llä on erinomainen kemiallinen kestävyys, joten se sopii paremmin ympäristöihin, joissa on aggressiivisia kemikaaleja tai hiilivetyjä.
Suorituskyvyn yhteenveto: 3LPP ylittää 3LPE:n korkeissa lämpötiloissa ja tarjoaa paremman mekaanisen ja kemiallisen kestävyyden. 3LPE on kuitenkin edelleen erittäin tehokas kohtuullisissa lämpötiloissa ja vähemmän aggressiivisissa ympäristöissä.

4. Rakennusvaatimukset

3LPE:n rakennusvaatimukset:
Pinnan esikäsittely: Pinnan asianmukainen esikäsittely on ratkaisevan tärkeää 3LPE-pinnoitteen tehokkuuden kannalta. Teräspinta tulee puhdistaa ja karhentaa FBE-kerroksen tarvittavan tarttuvuuden saavuttamiseksi.
Hakemuksen ehdot: 3LPE-pinnoite on levitettävä valvotussa ympäristössä jokaisen kerroksen oikean kiinnittymisen varmistamiseksi.
Paksuustiedot: Kunkin kerroksen paksuus on kriittinen, ja kokonaispaksuus vaihtelee tyypillisesti 1,8–3,0 mm putkilinjan käyttötarkoituksesta riippuen.
3LPP:n rakennusvaatimukset:
Pinnan esikäsittely: Kuten 3LPE, pinnan esikäsittely on kriittinen. Teräs tulee puhdistaa epäpuhtauksien poistamiseksi ja karhentaa FBE-kerroksen oikean kiinnittymisen varmistamiseksi.
Hakemuksen ehdot: 3LPP:n levitysprosessi on samanlainen kuin 3LPE:n, mutta vaatii usein tarkempaa ohjausta pinnoitteen korkeamman lämpötilankeston vuoksi.
Paksuustiedot: 3LPP-pinnoitteet ovat tyypillisesti paksumpia kuin 3LPE, ja niiden kokonaispaksuus vaihtelee 2,0 mm:stä 4,0 mm:iin erityisestä sovelluksesta riippuen.
Rakennusvaatimusten yhteenveto: 3LPE ja 3LPP vaativat huolellista pinnan esikäsittelyä ja valvottuja käyttöympäristöjä. 3LPP-pinnoitteet vaativat kuitenkin yleensä paksumpia pinnoitteita suojaominaisuuksien parantamiseksi.

5. Rakennusprosessi

3LPE-rakennusprosessi:
Pintojen puhdistus: Teräsputki puhdistetaan ruosteen, hilseilyn ja muiden epäpuhtauksien poistamiseksi käyttämällä menetelmiä, kuten suihkupuhallusta.
FBE-sovellus: Puhdistettu putki esilämmitetään ja FBE-kerros levitetään sähköstaattisesti, mikä muodostaa kiinteän sidoksen teräkseen.
Liimakerroksen levitys: FBE-kerroksen päälle levitetään kopolymeeriliima, joka sitoo FBE:n ulompaan polyeteenikerrokseen.
PE-kerroksen sovellus: Polyeteenikerros puristetaan putkeen, mikä tarjoaa mekaanisen suojan ja lisää korroosionkestävyyttä.
Jäähdytys ja tarkastus: Pinnoitettu putki jäähdytetään, tarkastetaan vikojen varalta ja valmistetaan kuljetusta varten.
3LPP-rakennusprosessi:
Pintojen puhdistus: Kuten 3LPE, teräsputki puhdistetaan perusteellisesti pinnoitekerrosten oikean kiinnittymisen varmistamiseksi.
FBE-sovellus: FBE-kerros levitetään esilämmitettyyn putkeen ja toimii ensisijaisena korroosiosuojakerroksena.
Liimakerroksen levitys: FBE-kerroksen päälle levitetään kopolymeeriliima, joka varmistaa kiinteän sidoksen polypropeenipintamaalin kanssa.
PP-kerroksen sovellus: Polypropeenikerros levitetään ekstruusiolla, mikä tarjoaa erinomaisen mekaanisen ja lämpötilan kestävyyden.
Jäähdytys ja tarkastus: Putki jäähdytetään, tarkastetaan vikojen varalta ja valmistetaan käyttöönottoa varten.
Rakennusprosessin yhteenveto: 3LPE:n ja 3LPP:n rakennusprosessit ovat samanlaisia, ja ulkoisessa suojakerroksessa on käytetty erilaisia materiaaleja. Molemmat menetelmät edellyttävät lämpötilan, puhtauden ja kerrospaksuuden huolellista valvontaa optimaalisen suorituskyvyn varmistamiseksi.

Johtopäätös

3LPE- ja 3LPP-pinnoitteiden valinta riippuu useista tekijöistä, mukaan lukien käyttölämpötila, ympäristöolosuhteet, mekaaninen rasitus ja budjetti.
3LPE sopii erinomaisesti putkistoihin, jotka toimivat kohtuullisissa lämpötiloissa ja joissa kustannukset ovat merkittävä huomioitava. Se tarjoaa erinomaisen korroosionkestävyyden ja mekaanisen suojan useimpiin maa- ja offshore-sovelluksiin.
3LPP, toisaalta, on suositeltu valinta korkeisiin lämpötiloihin ja sovelluksiin, jotka vaativat erinomaisen mekaanisen suojan. Sen korkeampi hinta on perusteltu sen paremmalla suorituskyvyllä vaativissa olosuhteissa.

Putkilinjaprojektin erityisvaatimusten ymmärtäminen on välttämätöntä sopivan pinnoitteen valinnassa. Sekä 3LPE:llä että 3LPP:llä on vahvuutensa ja sovelluksensa, ja oikea valinta takaa pitkän aikavälin suojan ja kestävyyden putkilinjasi infrastruktuurille.

Teräsputkien tärkeä rooli öljyn ja kaasun etsinnässä

/sisään /kirjoittaja

Johdanto

Teräsputket ovat kriittisiä öljyssä ja kaasussa, ja ne tarjoavat vertaansa vailla olevan kestävyyden ja luotettavuuden äärimmäisissä olosuhteissa. Nämä putket ovat välttämättömiä etsinnässä ja kuljetuksessa, sillä ne kestävät korkeita paineita, syövyttäviä ympäristöjä ja ankaria lämpötiloja. Tällä sivulla tarkastellaan teräsputkien kriittisiä toimintoja öljyn ja kaasun etsinnässä ja kerrotaan niiden tärkeydestä porauksessa, infrastruktuurissa ja turvallisuudessa. Tutustu siihen, kuinka sopivien teräsputkien valitseminen voi tehostaa toimintaa ja vähentää kustannuksia tällä vaativalla alalla.

I. Perustiedot öljy- ja kaasuteollisuuden teräsputkista

1. Terminologian selitys

API: Lyhenne sanasta American Petroleum Institute.
OCTG: Lyhenne sanasta Öljymaaputkituotteet, mukaan lukien öljykoteloputki, öljyputket, poraputki, porakaulus, poranterät, imutanko, nivelet jne.
Öljyletku: Putkea käytetään öljynporauskaivoissa uuttamiseen, kaasun poistoon, veden ruiskutukseen ja happomurtamiseen.
Kotelo: Putki lasketaan maanpinnasta porattuun porausreikään vuorauksena seinän romahtamisen estämiseksi.
Poraputki: Porausreikien poraukseen käytetty putki.
Linjaputki: Putki, jota käytetään öljyn tai kaasun kuljetukseen.
Kytkimet: Sylinterit, joita käytetään kahden sisäkierteisen putken yhdistämiseen.
Kytkentämateriaali: Liittimien valmistukseen käytetty putki.
API-säikeet: API 5B -standardin määrittämät putken kierteet, mukaan lukien öljyputken pyöreät kierteet, kotelon lyhyet pyöreät kierteet, kotelon pitkät pyöreät kierteet, kotelon osittaiset puolisuunnikkaan muotoiset kierteet, putkiputkien kierteet jne.
Premium-yhteys: Ei-API-kierteet, joilla on ainutlaatuiset tiivistysominaisuudet, liitosominaisuudet ja muut ominaisuudet.
Epäonnistuminen: muodonmuutoksia, murtumia, pintavaurioita ja alkuperäisen toiminnan menetystä tietyissä käyttöolosuhteissa.
Ensisijaiset epäonnistumisen muodot: puristuminen, liukuminen, repeämä, vuoto, korroosio, liimaus, kuluminen jne.

2. Öljyyn liittyvät standardit

API Spec 5B, 17. painos – Eritelmät kotelon, letkujen ja putkien kierteiden kierteittämisestä, mittauksesta ja kierteiden tarkastuksesta
API Spec 5L, 46. painos – Line-putken erittely
API Spec 5CT, 11th Edition – Kotelon ja letkun tekniset tiedot
API Spec 5DP, 7. painos – Poraputken erittely
API Spec 7-1, 2nd Edition – Pyörivien poran varren elementtien erittely
API Spec 7-2, 2nd Edition – Pyörivien olkakierreliitosten kierteityksen ja mittauksen eritelmät
API Spec 11B, 24. painos – Tekniset imutangot, kiillotetut tangot ja vuoraukset, kytkimet, upotustangot, kiillotetut tangonkiinnikkeet, täyttölaatikot ja pumppauspaidat
ISO 3183:2019 – Öljy- ja maakaasuteollisuus – Steel Pipe for Pipeline Transportation Systems
ISO 11960:2020 – Öljy- ja maakaasuteollisuus – Teräsputket käytettäväksi kaivojen koteloina tai putkina
NACE MR0175 / ISO 15156:2020 – Öljy- ja maakaasuteollisuus – Materiaalit käytettäväksi H2S-pitoisissa ympäristöissä öljyn ja kaasun tuotannossa

II. Öljyletku

1. Öljyputkien luokitus

Öljyletku on jaettu ei-upsetted Oil Tubing (NU), External Upsetted Oil Tubing (EU) ja Integral Joint (IJ) öljyletkuihin. NU-öljyletku tarkoittaa, että letkun pää on keskipaksuinen, kääntää suoraan kierteen ja tuo liittimet. Pyöritetty letku tarkoittaa, että molempien putkien päät on ulkoisesti irrotettu, sitten kierretty ja kytketty. Integral Joint -letku tarkoittaa, että putken toinen pää on upset ulkokierteillä ja toinen on upset sisäkierteillä, jotka on kytketty suoraan ilman liittimiä.

2. Öljyputken toiminta

① Öljyn ja kaasun otto: Kun öljy- ja kaasukaivot on porattu ja sementoitu, putket asetetaan öljykoteloon öljyn ja kaasun poistamiseksi maahan.
② Veden ruiskutus: kun porausreiän paine on riittämätön, ruiskuta vettä kaivoon letkun kautta.
③ Höyryn ruiskutus: Paksun öljyn kuuman talteenotossa höyryä syötetään kaivoon eristetyllä öljyletkulla.
④ Happamoittaminen ja murtaminen: Kaivonporauksen loppuvaiheessa tai öljy- ja kaasukaivojen tuotannon parantamiseksi öljy- ja kaasukerrokseen on syötettävä happamoittavaa ja murtavaa väliainetta tai kovetusainetta, ja väliaine ja kovetusmateriaali kuljetetaan öljyputken kautta.

3. Öljyputkien teräslaatu

Öljyputkien teräslaadut ovat H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 on jaettu N80-1:een ja N80Q:iin, molemmilla on samat vetoominaisuudet; nämä kaksi eroa ovat toimitustilan ja iskun suorituskyvyn erot, N80-1-toimitus normalisoidussa tilassa tai kun lopullinen valssauslämpötila on korkeampi kuin kriittinen lämpötila Ar3 ja jännityksen väheneminen ilmajäähdytyksen jälkeen, ja niitä voidaan käyttää kuumavalssauksen löytämiseen normalisoidun sijaan, isku- ja ainetta rikkomaton testaus ei vaadita; N80Q on karkaistu (karkaistu ja karkaistu) Lämpökäsittelyn, iskutoiminnon tulee olla API 5CT:n määräysten mukainen, ja sen tulee olla ainetta rikkomaton testaus.
L80 jaetaan L80-1, L80-9Cr ja L80-13Cr. Niiden mekaaniset ominaisuudet ja toimitustila ovat samat. Erot käytössä, tuotannon vaikeudessa ja hinnassa: L80-1 on yleistyyppi, L80-9Cr ja L80-13Cr ovat korkean korroosionkestävyyden putkia, tuotannon vaikeus ja ovat kalliita ja niitä käytetään yleensä raskaissa korroosiokaivoissa.
C90 ja T95 on jaettu 1 ja 2 tyyppiin, nimittäin C90-1, C90-2 ja T95-1, T95-2.

4. Öljyletkun yleisesti käytetty teräslaatu, teräksen nimi ja toimitustila

J55 (37Mn5) NU Öljyletku: Kuumavalssattu normalisoinnin sijaan
J55 (37Mn5) EU-öljyletku: täyspitkä normalisoitu häiritsemisen jälkeen
N80-1 (36Mn2V) NU-öljyletku: Kuumavalssattu normalisoinnin sijaan
N80-1 (36Mn2V) EU-öljyletku: Täyspitkä Normalisoitu häiritsemisen jälkeen
N80-Q (30Mn5) öljyletku: 30Mn5, täyspitkä karkaisu
L80-1 (30Mn5) Öljyletku: 30Mn5, täyspitkä karkaisu
P110 (25CrMnMo) öljyletku: 25CrMnMo, täyspitkä karkaisu
J55 (37Mn5) Kytkentä: Kuumavalssattu on-line Normalisoitu
N80 (28MnTiB) Kytkentä: Täyspitkä karkaisu
L80-1 (28MnTiB) Kytkentä: Täyspitkä karkaistu
P110 (25CrMnMo) kytkentä: Täyspitkä karkaisu

III. Kotelo putki

1. Kotelon luokitus ja rooli

Kotelo on teräsputki, joka tukee öljy- ja kaasukaivojen seinää. Kussakin kaivossa käytetään useita kotelokerroksia eri poraussyvyyden ja geologisten olosuhteiden mukaan. Sementtiä käytetään kotelon sementoimiseen sen jälkeen, kun se on laskettu kaivoon, ja toisin kuin öljyputki ja poraputki, sitä ei voida käyttää uudelleen ja se kuuluu kertakäyttöisiin kuluviin materiaaleihin. Siksi kotelon kulutus on yli 70 prosenttia kaikista öljykaivoputkista. Vaippa voidaan jakaa käyttönsä mukaan johdinvaippaan, välivaippaan, tuotantokoteloon ja vuorausvaippaan, ja niiden rakenteet öljykaivoissa on esitetty kuvassa 1.

① Johtimen kotelo: Tyypillisesti API-laatuja K55, J55 tai H40 käytettäessä johdinkotelo stabiloi kaivon päätä ja eristää matalat pohjavesimuodostelmat, joiden halkaisija on yleensä noin 20 tuumaa tai 16 tuumaa.

② Välikotelo: Välikoteloa, joka on usein valmistettu API-luokista K55, N80, L80 tai P110, käytetään eristämään epävakaita muodostelmia ja vaihtelevia painealueita, joiden tyypilliset halkaisijat ovat 13 3/8 tuumaa, 11 3/4 tuumaa tai 9 5/8 tuumaa. .

③ Tuotantokotelo: Valmistettu korkealaatuisesta teräksestä, kuten API-luokista J55, N80, L80, P110 tai Q125, tuotantokotelo on suunniteltu kestämään tuotantopaineita, joiden halkaisija on yleensä 9 5/8 tuumaa, 7 tuumaa tai 5 1/2 tuumaa.

④ Liner-kotelo: Vuoraukset laajentavat porausreiän säiliöön käyttämällä materiaaleja, kuten API-laatuja L80, N80 tai P110, joiden tyypillinen halkaisija on 7 tuumaa, 5 tuumaa tai 4 1/2 tuumaa.

⑤ Putket: Putket kuljettavat hiilivedyt pintaan API-laatujen J55, L80 tai P110 avulla, ja niitä on saatavana halkaisijaltaan 4 1/2 tuumaa, 3 1/2 tuumaa tai 2 7/8 tuumaa.

IV. Poraputki

1. Poraustyökalujen putken luokitus ja toiminta

Poraputken muodostavat neliömäinen poraputki, poraputki, painotettu poraputki ja poraustyökalujen poran kaulus. Poraputki on ydinporaustyökalu, joka ajaa poran maasta kaivon pohjalle, ja se on myös kanava maasta kaivon pohjalle. Sillä on kolme pääroolia:

① Siirtää vääntömomentin poranterän käyttämiseksi poraan;

② Luottaa sen painoon poranterään murtaakseen kiven paineen kaivon pohjassa;

③ Pesunesteen kuljettamiseen eli porausmutaan maan läpi korkeapaineisten mutapumppujen kautta, porauskolonni porausreikään virtaamaan kaivon pohjalle kivijätteen huuhtelemiseksi ja poranterän jäähdyttämiseksi sekä kivijätteen kuljettamiseksi pylvään ulkopinnan ja renkaan välisen kaivon seinän läpi palatakseen maahan kaivon porauksen tarkoituksen saavuttamiseksi.

Porausputkea käytetään porausprosessissa kestämään erilaisia monimutkaisia vaihtuvia kuormia, kuten veto-, puristus-, vääntö-, taivutus- ja muita rasituksia. Sisäpinta on myös alttiina korkeapaineiselle mudan hankaukselle ja korroosiolle.
(1) Neliömäinen poraputki: Neliömäisiä poraputkia on kahta tyyppiä: nelikulmaisia ja kuusikulmaisia. Kiinan öljyporaputkessa jokainen porapylvässarja käyttää yleensä nelikulmatyyppistä poraputkea. Sen tekniset tiedot ovat 63,5 mm (2-1/2 tuumaa), 88,9 mm (3-1/2 tuumaa), 107,95 mm (4-1/4 tuumaa), 133,35 mm (5-1/4 tuumaa), 152,4 mm ( 6 tuumaa) ja niin edelleen. Käytetty pituus on yleensä 1214,5 m.
(2) Poraputki: Poraputki on kaivon porauksen ensisijainen työkalu, joka on kytketty neliömäisen poraputken alapäähän, ja porakaivon syvenemisen jatkuessa poraputki pidentää porauspylvästä peräkkäin. Poraputken tekniset tiedot ovat: 60,3 mm (2-3/8 tuumaa), 73,03 mm (2-7/8 tuumaa), 88,9 mm (3-1/2 tuumaa), 114,3 mm (4-1/2 tuumaa) , 127 mm (5 tuumaa), 139,7 mm (5-1/2 tuumaa) ja niin edelleen.
(3) Raskaaseen käyttöön tarkoitettu poraputki: Painotettu poraputki on poraputken ja porakauluksen yhdistävä siirtymätyökalu, joka voi parantaa poraputken voimatilaa ja lisätä poranterään kohdistuvaa painetta. Painotetun poraputken päätiedot ovat 88,9 mm (3-1/2 tuumaa) ja 127 mm (5 tuumaa).
(4) Poran kaulus: Poran kaulus on kytketty poraputken alaosaan, joka on erityinen paksuseinäinen putki, jolla on korkea jäykkyys. Se kohdistaa painetta poranterään murtaakseen kiven ja toimii ohjaavana roolina suoraa kaivoa porattaessa. Poran kaulusten yleiset tekniset tiedot ovat 158,75 mm (6-1/4 tuumaa), 177,85 mm (7 tuumaa), 203,2 mm (8 tuumaa), 228,6 mm (9 tuumaa) ja niin edelleen.

V. Line putki

1. Linjaputken luokitus

Linjaputkea käytetään öljy- ja kaasuteollisuudessa öljyn, jalostetun öljyn, maakaasun ja vesiputkien välittämiseen teräsputken lyhenteellä. Öljy- ja kaasuputkien kuljetus on jaettu pää-, haara- ja kaupunkiputkiverkoston putkiin. Kolmen tyyppisillä pääputkilinjan siirtotiedoilla on tavalliset tiedot ∅406 ~ 1219 mm, seinämän paksuus 10 ~ 25 mm, teräslaatu X42 ~ X80; Haaraputkiston ja kaupunkien putkiverkoston putkistojen tekniset tiedot ovat yleensä ∅114 ~ 700 mm, seinämän paksuus 6 ~ 20 mm, teräslaatu X42 ~ X80:lle. Teräslaatu on X42-X80. Linjaputkia on saatavana hitsattuina ja saumattomina. Welded Line Pipeä käytetään enemmän kuin saumatonta linjaputkea.

2. Line Pipe -standardi

API Spec 5L – Line Pipe -määritykset
ISO 3183 – Öljy- ja maakaasuteollisuus – Teräsputki putkikuljetusjärjestelmiin

3. PSL1 ja PSL2

PSL on lyhenne sanoista tuotespesifikaatiotaso. Linjaputkituotteen erittelytaso on jaettu tasoihin PSL 1 ja PSL 2 ja laatutaso PSL 1:een ja PSL 2:een. PSL 2 on korkeampi kuin PSL 1; kahdella erittelytasolla ei ole vain erilaisia testivaatimuksia, vaan myös kemiallisen koostumuksen ja mekaanisten ominaisuuksien vaatimukset ovat erilaisia, joten API 5L -tilauksen mukaan sopimusehdot määritetään eritelmien, teräslaadun ja muiden yleisten indikaattoreiden lisäksi, mutta on myös ilmoitettava tuotteen Specification taso, eli PSL 1 tai PSL 2. PSL 2 kemiallisessa koostumuksessa, vetoominaisuuksissa, iskuvoimassa, ainetta rikkomattomassa testauksessa ja muissa indikaattoreissa ovat tiukemmat kuin PSL 1.

4. Line Pipe Steel Grade, kemiallinen koostumus ja mekaaniset ominaisuudet

Linjaputkiteräslaadut matalasta korkeaan jaetaan A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 ja X80. Katso yksityiskohtaiset kemialliset koostumukset ja mekaaniset ominaisuudet API 5L -spesifikaatiosta, 46th Edition Book.

5. Linjaputken hydrostaattisen testauksen ja ainetta rikkomattoman tarkastuksen vaatimukset

Line putki tulee tehdä haara haaralta hydraulinen testi, ja standardi ei salli vaurioittamatonta hydraulipaineen muodostusta, mikä on myös suuri ero API-standardin ja standardiemme välillä. PSL 1 ei vaadi rikkomatonta testausta; PSL 2:n tulee olla ainetta rikkomaton testaus haara haaralta.

VI. Premium-yhteydet

1. Premium-yhteyksien esittely

Premium Connection on putkikierre, jolla on ainutlaatuinen rakenne, joka eroaa API-kierteestä. Vaikka olemassa olevaa API-kierteistä öljykoteloa käytetään laajalti öljykaivojen hyödyntämisessä, sen puutteet näkyvät selvästi joidenkin öljykenttien ainutlaatuisessa ympäristössä: API pyöreäkierteinen putkipilari, vaikka sen tiivistyskyky on parempi, kierteitetyn vetovoiman kantama vetovoima. osa vastaa vain 60% - 80% putken rungon lujuudesta, joten sitä ei voida käyttää syvien kaivojen hyödyntämiseen; API esijännitetty puolisuunnikkaan muotoinen kierreputkipylväs, vaikka sen vetolujuus on paljon korkeampi kuin API pyöreän kierreliitoksen, sen tiivistyskyky ei ole niin hyvä. Vaikka pilarin vetolujuus on paljon korkeampi kuin API pyöreän kierteen liitoksen, sen tiivistyskyky ei ole kovin hyvä, joten sitä ei voida käyttää korkeapaineisten kaasukaivojen hyödyntämiseen; Lisäksi kierrerasva voi toimia vain ympäristössä, jonka lämpötila on alle 95 ℃, joten sitä ei voida käyttää korkean lämpötilan kaivojen hyödyntämiseen.

Verrattuna API pyöreään kierteeseen ja osittaiseen puolisuunnikkaan muotoiseen kierteeseen, premium-liitäntä on edistynyt läpimurtoasi seuraavissa asioissa:

(1) Hyvä tiivistys joustavuuden ja metallitiivistysrakenteen ansiosta tekee liitoksesta kaasutiivistyksen kestävän putken rungon rajan saavuttamiselle myötöpaineen sisällä;

(2) Liitoksen korkea lujuus, joka yhdistetään öljykotelon erityiseen solkiliittimeen, sen liitoslujuus saavuttaa tai ylittää letkun rungon lujuuden, liukastumisongelman ratkaisemiseksi perusteellisesti;

(3) Materiaalin valinnalla ja pintakäsittelyprosessin parantamisella ratkaistiin pohjimmiltaan langan kiinnittymissoljen ongelma;

(4) Optimoimalla rakenne, jotta liitoksen jännitysjakauma on järkevämpi ja suotuisampi jännityskorroosionkestävyydelle;

(5) Kautta olkapää rakenteen kohtuullisen suunnittelun, jotta toiminta soljen toiminta on helpommin saatavilla.

Öljy- ja kaasuteollisuudessa on yli 100 patentoitua premium-liitäntää, mikä edustaa merkittävää edistystä putkitekniikassa. Nämä erikoistuneet kierremallit tarjoavat erinomaiset tiivistysominaisuudet, paremman liitoslujuuden ja paremman kestävyyden ympäristön rasituksia vastaan. Vastaamalla haasteisiin, kuten korkeisiin paineisiin, syövyttäviin ympäristöihin ja äärimmäisiin lämpötiloihin, nämä innovaatiot varmistavat erinomaisen luotettavuuden ja tehokkuuden öljyä säästävässä toiminnassa maailmanlaajuisesti. Jatkuva korkealaatuisten yhteyksien tutkimus- ja kehitystyö korostaa niiden keskeistä roolia turvallisempien ja tuottavampien porauskäytäntöjen tukemisessa, mikä kuvastaa jatkuvaa sitoutumista teknologiseen huippuosaamiseen energia-alalla.

VAM®-liitäntä: Vahvasta suorituskyvystään haastavissa ympäristöissä tunnetuissa VAM®-liitännöissä on edistynyt metalli-metalli-tiivistystekniikka ja korkea vääntömomentti, mikä takaa luotettavan toiminnan syvissä kaivoissa ja korkeapainesäiliöissä.

TenarisHydril Wedge -sarja: Tämä sarja tarjoaa valikoiman liitäntöjä, kuten Blue®, Dopeless® ja Wedge 521®, jotka tunnetaan poikkeuksellisesta kaasutiiviistä tiivistyksestään ja kestävyydestään puristus- ja jännitysvoimia vastaan, mikä parantaa käyttöturvallisuutta ja tehokkuutta.

TSH® sininen: Tenariksen suunnittelemissa TSH® Blue -liitännöissä käytetään patentoitua kaksoisolakerakennetta ja tehokasta kierreprofiilia, mikä tarjoaa erinomaisen väsymiskestävyyden ja helpon täydentämisen kriittisissä poraussovelluksissa.

Grant Prideco™ XT® -liitäntä: NOV:n suunnittelemissa XT®-liitännöissä on ainutlaatuinen metalli-metalli-tiiviste ja vankka kierremuoto, mikä takaa erinomaisen vääntökapasiteetin ja kipinänkestävyyden, mikä pidentää liitoksen käyttöikää.

Hunting Seal-Lock® -liitäntä: Huntingin Seal-Lock®-liitäntä, jossa on metalli-metallitiiviste ja ainutlaatuinen kierreprofiili, tunnetaan erinomaisesta paineenkestävyydestään ja luotettavuudestaan sekä maalla että offshore-porauksissa.

Johtopäätös

Yhteenvetona voidaan todeta, että öljy- ja kaasuteollisuudelle ratkaiseva monimutkainen teräsputkiverkosto sisältää laajan valikoiman erikoislaitteita, jotka on suunniteltu kestämään vaativia ympäristöjä ja monimutkaisia käyttövaatimuksia. Terveitä seiniä tukevista ja suojaavista peruskuoriputkista uutto- ja ruiskutusprosesseissa käytettyihin monipuolisiin putkiin, jokainen putkityyppi palvelee erillistä tarkoitusta hiilivetyjen tutkimisessa, tuotannossa ja kuljettamisessa. Standardit, kuten API-spesifikaatiot, varmistavat näiden putkien tasaisuuden ja laadun, kun taas innovaatiot, kuten premium-liitännät, parantavat suorituskykyä haastavissa olosuhteissa. Teknologian kehittyessä nämä kriittiset komponentit edistyvät ja lisäävät tehokkuutta ja luotettavuutta globaaleissa energiatoiminnoissa. Näiden putkien ja niiden spesifikaatioiden ymmärtäminen korostaa niiden korvaamatonta roolia nykyaikaisen energiasektorin infrastruktuurissa.

Super 13Cr SMSS 13Cr kotelo ja letkut

SMSS 13Cr ja DSS 22Cr H₂S/CO₂-öljy-vesiympäristössä

/sisään /kirjoittaja

Johdanto

Super Martensitic Stainless Steelin korroosiokäyttäytyminen (SMS) 13Cr ja Duplex Stainless Steel (DSS) 22Cr H₂S/CO₂-öljy-vesi -ympäristössä ovat erittäin kiinnostavia erityisesti öljy- ja kaasuteollisuudessa, jossa nämä materiaalit ovat usein alttiina tällaisille ankarille olosuhteille. Tässä on yleiskatsaus kunkin materiaalin käyttäytymiseen näissä olosuhteissa:

1. Super Martensitic Stainless Steel (SMSS) 13Cr:

Sävellys: SMSS 13Cr sisältää tyypillisesti noin 12-14% kromia ja pieniä määriä nikkeliä ja molybdeeniä. Korkea kromipitoisuus antaa sille hyvän korroosionkestävyyden, kun taas martensiittinen rakenne tarjoaa korkean lujuuden.
Korroosiokäyttäytyminen:
CO₂-korroosio: SMSS 13Cr kestää kohtalaista CO₂-korroosiota, mikä johtuu pääasiassa suojaavan kromioksidikerroksen muodostamisesta. Kuitenkin CO₂:n läsnä ollessa paikallinen korroosio, kuten piste- ja rakokorroosio, on riskialtista.
H₂S-korroosio: H₂S lisää sulfidijännityshalkeilun (SSC) ja vetyhaurastumisen riskiä. SMSS 13Cr on jonkin verran kestävä, mutta ei immuuni näille korroosiomuodoille, erityisesti korkeammissa lämpötiloissa ja paineissa.
Öljy-vesiympäristö: Öljy voi joskus tarjota suojaavan esteen, mikä vähentää metallipinnan altistumista syövyttäville aineille. Vesi, erityisesti suolavesi, voi kuitenkin olla erittäin syövyttävää. Öljy- ja vesifaasien tasapaino voi vaikuttaa merkittävästi yleiskorroosion nopeuteen.
Yleisiä ongelmia:
Sulfidistressimurtuminen (SSC): Vaikka martensiittinen rakenne on vahva, se on herkkä SSC:lle H2S:n läsnä ollessa.
Piste- ja rakokorroosio: Nämä ovat merkittäviä huolenaiheita, erityisesti ympäristöissä, joissa on klorideja ja CO₂.

2. Duplex Stainless Steel (DSS) 22Cr:

Sävellys: DSS 22Cr sisältää noin 22% kromia, noin 5% nikkeliä, 3% molybdeeniä ja tasapainoisen austeniitti-ferriittimikrorakenteen. Tämä antaa DSS:lle erinomaisen korroosionkestävyyden ja korkean lujuuden.
Korroosiokäyttäytyminen:
CO₂-korroosio: DSS 22Cr kestää paremmin CO₂-korroosiota kuin SMSS 13Cr. Korkea kromipitoisuus ja molybdeenin läsnäolo auttavat muodostamaan vakaan ja suojaavan oksidikerroksen, joka kestää korroosiota.
H₂S-korroosio: DSS 22Cr kestää erittäin hyvin H₂S:n aiheuttamaa korroosiota, mukaan lukien SSC:tä ja vetyhaurautta. Tasapainoinen mikrorakenne ja seoskoostumus auttavat vähentämään näitä riskejä.
Öljy-vesiympäristö: DSS 22Cr toimii hyvin öljy-vesi-sekoitusympäristöissä ja kestää yleistä ja paikallista korroosiota. Öljyn läsnäolo voi parantaa korroosionkestävyyttä muodostamalla suojakalvon, mutta tämä ei ole yhtä tärkeää DSS 22Cr:lle sen luontaisen korroosionkestävyyden vuoksi.
Yleisiä ongelmia:
Jännityskorroosiohalkeilu (SCC): Vaikka DSS 22Cr on kestävämpi kuin SMSS 13Cr, se voi silti olla herkkä SCC:lle tietyissä olosuhteissa, kuten korkeissa kloridipitoisuuksissa korkeissa lämpötiloissa.
Paikallinen korroosio: DSS 22Cr kestää yleensä hyvin piste- ja rakokorroosiota, mutta niitä voi silti esiintyä äärimmäisissä olosuhteissa.

Vertaileva yhteenveto:

Korroosionkestävyys: DSS 22Cr tarjoaa yleensä ylivoimaisen korroosionkestävyyden SMSS 13Cr:iin verrattuna, erityisesti ympäristöissä, joissa on H₂S ja CO₂.
Vahvuus ja sitkeys: SMSS 13Cr on kestävämpi, mutta herkkä korroosio-ongelmille, kuten SSC ja pistekorroosio.
Sovelluksen soveltuvuus: DSS 22Cr on usein suositeltava ympäristöissä, joissa korroosioriskit ovat korkeammat, kuten korkeat H₂S- ja CO₂-tasot, kun taas SMSS 13Cr voidaan valita sovelluksiin, jotka vaativat suurempaa lujuutta ja joissa korroosioriski on kohtalainen.

Johtopäätös:

Kun valitaan SMSS 13Cr:n ja DSS 22Cr:n välillä käytettäväksi H₂S/CO₂-öljy-vesi -ympäristöissä, DSS 22Cr on tyypillisesti parempi valinta korroosionkestämiseen, erityisesti aggressiivisemmissa ympäristöissä. Lopullisessa päätöksessä tulee kuitenkin ottaa huomioon erityisolosuhteet, mukaan lukien lämpötila, paine ja H2S:n ja CO2:n suhteelliset pitoisuudet.

Levyt ja pintaprosessit rakennusöljyn varastosäiliöihin

Rakennusöljyn varastosäiliöt: levyjen valinta ja prosessit

/sisään /kirjoittaja

Johdanto

Öljysäiliöiden rakentaminen on kriittistä öljy- ja kaasuteollisuudelle. Nämä säiliöt on suunniteltava ja rakennettava tarkasti, jotta varmistetaan turvallisuus, kestävyys ja tehokkuus öljytuotteiden varastoinnissa. Yksi näiden säiliöiden kriittisimmistä komponenteista on niiden valmistuksessa käytettävien levyjen valinta ja käsittely. Tämä blogi tarjoaa yksityiskohtaisen yleiskatsauksen levyn valintakriteereistä, valmistusprosesseista ja öljysäiliöiden rakentamiseen liittyvistä näkökohdista.

Levyjen valinnan merkitys

Levyt ovat öljysäiliöiden ensisijainen rakenneosa. Sopivien levyjen valinta on ratkaisevan tärkeää useista syistä:
Turvallisuus: Sopiva levymateriaali varmistaa, että säiliö kestää varastoidun tuotteen sisäisen paineen, ympäristöolosuhteet ja mahdolliset kemialliset reaktiot.
Kestävyys: Korkealaatuiset materiaalit pidentävät säiliön käyttöikää vähentäen huoltokustannuksia ja seisokkeja.
Vaatimustenmukaisuus: Alan standardien ja määräysten noudattaminen on välttämätöntä laillisen toiminnan ja ympäristönsuojelun kannalta.
Kustannustehokkuus: Oikeiden materiaalien ja prosessointimenetelmien valinta voi vähentää merkittävästi rakennus- ja käyttökustannuksia.

Öljynvarastosäiliöiden tyypit

Ennen kuin sukeltaa levyn valintaan, on tärkeää ymmärtää erityyppiset öljysäiliöt, koska jokaisella tyypillä on erityiset vaatimukset:
Kiinteäkattoiset säiliöt ovat yleisin öljyn ja öljytuotteiden varastointisäiliötyyppi. Ne sopivat nesteille, joiden höyrynpaine on alhainen.
Kelluvat kattosäiliöt: Näissä säiliöissä on katto, joka kelluu varastoidun nesteen pinnalla, mikä vähentää haihtumishäviöitä ja räjähdysvaaraa.
Bullet Tanks: Nämä sylinterimäiset säiliöt varastoivat nesteytettyjä kaasuja ja haihtuvia nesteitä.
Pallomaiset säiliöt: Käytetään korkeapaineisten nesteiden ja kaasujen varastointiin, mikä takaa tasaisen jännityksen jakautumisen.

Levyn valintakriteerit

1. Materiaalin koostumus
Hiiliteräs: Laajalti käytetty vahvuuden, kohtuuhintaisuuden ja saatavuuden vuoksi. Sopii useimpiin öljy- ja öljytuotteisiin.
Ruostumaton teräs: Suositellaan syövyttävien tai korkeiden lämpötilojen tuotteiden varastointiin korroosionkestävyyden vuoksi.
Alumiini: Kevyt ja korroosionkestävä, ihanteellinen kelluviin kattokomponentteihin ja säiliöihin syövyttävissä ympäristöissä.
Komposiitti materiaalit: Käytetään toisinaan erityissovelluksissa, jotka vaativat korkeaa korroosionkestävyyttä ja keveyttä.
2. Paksuus ja koko
Paksuus: Tämä määräytyy säiliön suunnittelupaineen, halkaisijan ja korkeuden mukaan. Se vaihtelee yleensä 5 mm - 30 mm.
Koko: Levyjen tulee olla riittävän suuria minimoidakseen hitsaussaumat, mutta niitä on helppo käsitellä ja kuljettaa.
3. Mekaaniset ominaisuudet
Vetolujuus: Varmistaa, että säiliö kestää sisäisen paineen ja ulkoiset voimat.
Taipuisuus: Mahdollistaa muodonmuutoksen ilman murtumista, mukautuen paineen ja lämpötilan muutoksiin.
Iskunkestävyys: Tärkeää kestämään äkillisiä voimia, erityisesti kylmemmässä ympäristössä.
4. Ympäristötekijät
Lämpötilan vaihtelut: Huomioi materiaalin käyttäytyminen äärimmäisissä lämpötiloissa.
Syövyttävä ympäristö: Ympäristökorroosiota kestävien materiaalien valinta, erityisesti offshore- tai rannikkoasennuksiin.

Materiaalistandardit ja -luokat

Tunnistettujen standardien ja laatuluokkien noudattaminen on ratkaisevan tärkeää valittaessa materiaaleja öljysäiliöihin, koska tämä varmistaa laadun, suorituskyvyn ja alan säädösten noudattamisen.

Hiiliteräs

Standardit: ASTM A36, ASTM A283, JIS G3101
Arvosanat:
ASTM A36: Yleinen rakenneteräslaatu, jota käytetään säiliön rakentamiseen sen hyvän hitsattavuuden ja työstettävyyden vuoksi.
ASTM A283, luokka C: Tarjoaa hyvän lujuuden ja joustavuuden kohtalaisiin rasitussovelluksiin.
JIS G3101 SS400: Japanilainen standardi yleisiin rakennetarkoituksiin käytettävälle hiiliteräkselle, joka tunnetaan hyvistä mekaanisista ominaisuuksistaan ja hitsattavuudestaan.

Ruostumaton teräs

Standardit: ASTM A240
Arvosanat:
304/304L: Tarjoaa hyvän korroosionkestävyyden ja sitä käytetään lievästi syövyttävien tuotteiden varastointiin säiliöissä.
Lisätyn molybdeenin ansiosta 316/316L Tarjoaa erinomaisen korroosionkestävyyden erityisesti meriympäristöissä.
904L (UNS N08904): Tunnettu korkeasta korroosionkestävyydestään, erityisesti klorideja ja rikkihappoa vastaan.
Duplex Stainless Steel 2205 (UNS S32205): Yhdistää korkean lujuuden ja erinomaisen korroosionkestävyyden, sopii ankariin ympäristöihin.

Alumiini

Standardit: ASTM B209
Arvosanat:
5083: Korkeasta lujuudestaan ja erinomaisesta korroosionkestävyydestään tunnettu se on ihanteellinen säiliöihin meriympäristöissä.
6061: Tarjoaa hyvät mekaaniset ominaisuudet ja hitsattavuuden, sopii rakenneosille.

Komposiitti materiaalit

Standardit: ASME RTP-1
Sovellukset: Käytetään erikoissovelluksissa, jotka vaativat kemiallisen hyökkäyksen kestoa ja painonsäästöä.

Vuorauksen ja pinnoitteen tyypit

Vuoraukset ja pinnoitteet suojaavat öljysäiliöitä korroosiolta ja ympäristövaurioilta. Vuorauksen ja pinnoitteen valinta riippuu säiliön sijainnista, sisällöstä ja ekologisista olosuhteista.

Ulkoiset pinnoitteet

Epoksipinnoitteet:
Ominaisuudet: Tarjoaa erinomaisen tartunta- ja korroosionkestävyyden. Sopii ankariin ympäristöihin.
Sovellukset: Käytetään säiliöiden ulkopinnoissa suojaamaan säältä ja kemikaalialtistukselta.
Suositellut tuotemerkit:
Hempel: Hempelin epoksi 35540
AkzoNobel: Interseal 670HS
Jotun: Jotamastic 90
3M: Scotchkote Epoksipinnoite 162PWX
Suositeltu DFT (Dry Film Thickness): 200-300 mikronia
Polyuretaanipinnoitteet:
Ominaisuudet: Tarjoaa erinomaisen UV-kestävyyden ja joustavuuden.
Sovellukset: Ihanteellinen säiliöihin, jotka ovat alttiina auringonvalolle ja vaihteleville sääolosuhteille.
Suositellut tuotemerkit:
Hempel: Hempelin polyuretaani emali 55300
AkzoNobel: Interthane 990
Jotun: Hardtop XP
Suositeltu DFT: 50-100 mikronia
Sinkkiä sisältävät pohjamaalit:
Ominaisuudet: Tarjoa katodinen suoja teräspinnoille.
Sovellukset: Käytetään pohjamaalina ruostumisen estämiseksi.
Suositellut tuotemerkit:
Hempel: Hempadur Sinkki 17360
AkzoNobel: Interzinc 52
Jotun: Este 77
Suositeltu DFT: 120-150 mikronia

Sisävuoraukset

Fenoliset epoksivuoraukset:
Ominaisuudet: Erinomainen kemiallinen kestävyys öljytuotteille ja liuottimille.
Sovellukset: Käytetään raakaöljyä ja jalostettuja tuotteita varastoivien säiliöiden sisällä.
Suositellut tuotemerkit:
Hempel: Hempel's Phenolic 35610
AkzoNobel: Interline 984
Jotun: Tankguard Säilytys
Suositeltu DFT: 400-600 mikronia
Lasihiutalepinnoitteet:
Ominaisuudet: Korkea kemikaalien ja kulutuskestävyys.
Sovellukset: Soveltuu aggressiiviseen kemikaalien varastointiin ja säiliöiden pohjaan.
Suositellut tuotemerkit:
Hempel: Hempel's Glassflake 35620
AkzoNobel: Interzone 954
Jotun: Baltoflake
Suositeltu DFT: 500-800 mikronia
Kumivuoraukset:
Ominaisuudet: Tarjoaa joustavuutta ja kestävyyttä kemikaaleja vastaan.
Sovellukset: Käytetään syövyttävien aineiden, kuten happojen, varastointiin.
Suositellut tuotemerkit:
3M: Scotchkote Poly-Tech 665
Suositeltu DFT: 2-5 mm

Valintanäkökohdat

Tuotteen yhteensopivuus: Varmista, että vuori tai pinnoite on yhteensopiva varastoidun tuotteen kanssa reaktioiden estämiseksi.
Ympäristöolosuhteet: Ota huomioon lämpötila, kosteus ja kemiallinen altistus valitessasi vuorauksia ja pinnoitteita.
Huolto ja kestävyys: Valitse vuoraukset ja pinnoitteet, jotka tarjoavat pitkäaikaisen suojan ja joita on helppo huoltaa.

Valmistusprosessit

Öljysäiliöiden valmistus sisältää useita keskeisiä prosesseja:
1. Leikkaus
Mekaaninen leikkaus: Sisältää leikkaamisen, sahauksen ja jyrsinnän levyjen muotoiluun.
Terminen leikkaus: Käyttää happipolttoainetta, plasmaa tai laserleikkausta tarkkaan ja tehokkaaseen muotoiluun.
2. Hitsaus
Hitsaus on ratkaisevan tärkeää levyjen liittämisessä ja rakenteen eheyden varmistamisessa.
Suojattu metallikaarihitsaus (SMAW): Käytetään yleisesti sen yksinkertaisuuden ja monipuolisuuden vuoksi.
Kaasuvolframikaarihitsaus (GTAW): Tarjoaa korkealaatuiset hitsit kriittisiin liitoksiin.
Uppokaarihitsaus (SAW): Soveltuu paksuille levyille ja pitkille saumoille, mikä tarjoaa syvän tunkeutumisen ja korkean kerrostumisnopeuden.
3. Muodostaminen
Rullaa: Levyt rullataan halutun kaarevuuden mukaan sylinterimäisiä säiliöseiniä varten.
Paina Muotoilu: Käytetään säiliöiden päiden ja muiden monimutkaisten komponenttien muotoiluun.
4. Tarkastus ja testaus
Tuhoamaton testaus (NDT): Tekniikat, kuten ultraäänitestaus ja radiografia, varmistavat hitsin laadun ja rakenteellisen eheyden materiaalia vahingoittamatta.
Painetestaus: Varmistaa, että säiliö kestää suunnittelupaineen ilman vuotoa.
5. Pinnan esikäsittely ja pinnoitus
Räjäytystyöt: Puhdistaa ja valmistelee pinnan pinnoitusta varten.
Pinnoite: Suojapinnoitteiden levitys korroosion estämiseksi ja säiliön käyttöiän pidentämiseksi.
Toimialan standardit ja määräykset
Alan standardien noudattaminen takaa turvallisuuden, laadun ja vaatimustenmukaisuuden. Keskeisiä standardeja ovat:
API 650: Standardi hitsatuille terässäiliöille öljylle ja kaasulle.
API 620: Kattaa suurten matalapainesäiliöiden suunnittelun ja rakentamisen.
ASME Osa VIII: Antaa ohjeita paineastioiden rakentamiseen.

Johtopäätös

Öljysäiliöiden rakentaminen vaatii huolellista huomiota yksityiskohtiin, erityisesti levyjen valinnassa ja käsittelyssä. Ottamalla huomioon tekijät, kuten materiaalin koostumuksen, paksuuden, mekaaniset ominaisuudet ja ympäristöolosuhteet, rakentajat voivat varmistaa näiden kriittisten rakenteiden turvallisuuden, kestävyyden ja kustannustehokkuuden. Alan standardien ja määräysten noudattaminen varmistaa edelleen vaatimustenmukaisuuden ja ympäristönsuojelun. Öljy- ja kaasuteollisuuden kehittyessä edelleen materiaalien ja valmistusteknologioiden edistyminen parantaa edelleen öljysäiliöiden rakentamista.