ถังบรรจุก๊าซธรรมชาติเหลว

คู่มือเชิงลึกเกี่ยวกับการออกแบบถัง LNG การเลือกวัสดุ และการใช้งาน

/ใน /โดย

การแนะนำ

ก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) เป็นส่วนประกอบสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานระดับโลก ซึ่งจัดเก็บในอุณหภูมิต่ำมากเพื่อให้การขนส่งและการจัดเก็บมีประสิทธิภาพ การออกแบบถัง LNG และการเลือกวัสดุมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันความปลอดภัย ความทนทาน และประสิทธิภาพ นอกเหนือจากการสำรวจการออกแบบและวัสดุของถังแล้ว สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจการใช้งานต่างๆ ของถัง LNG เพื่อให้เข้าใจบทบาทของถังเหล่านี้ในภาคพลังงานได้อย่างเต็มที่

ทำความเข้าใจการออกแบบถัง LNG

ถัง LNG ออกแบบมาเพื่อเก็บก๊าซธรรมชาติในรูปของเหลวที่อุณหภูมิประมาณ -162°C (-260°F) ถังเหล่านี้ต้องรองรับความเย็นจัด การเปลี่ยนแปลงแรงดัน และความเครียดจากความร้อนที่อาจเกิดขึ้นได้ ต่อไปนี้เป็นรายละเอียดเกี่ยวกับประเภทถังหลักและข้อควรพิจารณาในการออกแบบที่สำคัญ:
ประเภทถัง:
ถังบรรจุเดี่ยว: ถังเหล่านี้มีโครงสร้างเหล็กชั้นเดียวพร้อมโครงสร้างคอนกรีตภายนอก เนื่องจากมีขอบเขตความปลอดภัยที่ต่ำกว่า จึงมักใช้สำหรับพื้นที่จัดเก็บที่มีขนาดเล็กกว่าและไม่ค่อยนิยมใช้สำหรับการใช้งานขนาดใหญ่
ถังบรรจุแบบ 2 ชั้น: ถังเหล่านี้มีถังเหล็กด้านในและชั้นกักเก็บคอนกรีตหรือเหล็กด้านนอก ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยโดยจัดการกับการรั่วไหลที่อาจเกิดขึ้นและให้การปกป้องอีกชั้นหนึ่ง
ถังบรรจุเต็ม: ถังเหล่านี้ซึ่งมีถัง LNG ด้านในและระบบกักเก็บรอง ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการกับการรั่วไหลที่อาจเกิดขึ้น ทำให้ถังเหล่านี้กลายเป็นมาตรฐานสำหรับการจัดเก็บ LNG ขนาดใหญ่
ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ:
ฉนวนกันความร้อน: วัสดุฉนวนขั้นสูง เช่น เพอร์ไลท์ โฟมสูญญากาศ หรือโพลียูรีเทน ป้องกันการเข้ามาของความร้อน และรักษา LNG ให้มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง
ระบบควบคุมแรงดัน: วาล์วระบายแรงดันและระบบตรวจสอบเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการจัดการแรงดันภายในและการรับรองการทำงานที่ปลอดภัย
ความสมบูรณ์ของแผ่นดินไหวและโครงสร้าง: ถังจะต้องทนต่อกิจกรรมแผ่นดินไหวและความเครียดของโครงสร้างอื่นๆ ดังนั้นจึงมักมีการใช้คอนกรีตเสริมเหล็กและการวิเคราะห์โครงสร้างโดยละเอียด

การออกแบบถัง LNG

การออกแบบถัง LNG

การเลือกใช้วัสดุสำหรับถัง LNG

การเลือกวัสดุที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของถัง LNG ต่อไปนี้เป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไป:
วัสดุถังด้านใน:
เหล็กนิกเกิล 9% (ASTM A553): วัสดุนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแผ่นด้านล่างด้านในและเปลือกด้านในหรือแผ่นผนัง เนื่องจากมีความเหนียวสูงและทนต่อการแตกแบบเปราะในอุณหภูมิต่ำมาก
เหล็กกล้าคาร์บอนอุณหภูมิต่ำ: บางครั้งสิ่งนี้ใช้ร่วมกับเหล็กนิกเกิล 9% สำหรับส่วนประกอบที่มีคุณสมบัติในการทนอุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษไม่สำคัญมากนัก
วัสดุถังภายนอก:
คอนกรีต: ใช้สำหรับชั้นกักเก็บภายนอกในถังกักเก็บแบบคู่และเต็มถัง ช่วยให้มีการรองรับโครงสร้างที่แข็งแรงและเป็นฉนวนกันความร้อนเพิ่มเติม
เหล็ก: บางครั้งใช้ในถังด้านนอกสำหรับพื้นที่ที่มีความเครียดสูง โดยมักเคลือบหรือผ่านการบำบัดเพื่อป้องกันการกัดกร่อน
วัสดุหลังคาถัง:
ASTM A516 เกรด 70: เหล็กกล้าคาร์บอนชนิดนี้เหมาะสำหรับแผ่นหลังคาถัง เนื่องจากให้ความแข็งแกร่งและความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ
วัสดุฉนวน:
เพอร์ไลท์: มีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนป้องกันอุณหภูมิเยือกแข็ง
ไฟเบอร์กลาสและแอโรเจล: วัสดุขั้นสูงที่ให้ฉนวนกันความร้อนได้ดีเยี่ยมแต่มีราคาสูงกว่า

การใช้งานถัง LNG

ถัง LNG มีบทบาทสำคัญในการใช้งานต่างๆ ในภาคพลังงาน โดยมีการใช้งานดังนี้:
ท่าเรือนำเข้าและส่งออก LNG:
เทอร์มินัลนำเข้า: ถัง LNG ที่ท่าเรือนำเข้าจะรับ LNG จากเรือและจัดเก็บไว้ก่อนที่จะเปลี่ยนให้เป็นก๊าซและจ่ายเข้าสู่ระบบก๊าซในพื้นที่
เทอร์มินัลการส่งออก: ถัง LNG จัดเก็บก๊าซธรรมชาติเหลวที่ท่าเรือส่งออกก่อนที่จะถูกโหลดลงบนเรือเพื่อการขนส่งระหว่างประเทศ
การจัดเก็บและการจำหน่าย LNG:
บริษัทสาธารณูปโภค: หน่วยงานสาธารณูปโภคจัดเก็บและจำหน่ายก๊าซธรรมชาติสำหรับใช้ในที่พักอาศัยและเชิงพาณิชย์ในถัง LNG รับประกันอุปทานคงที่แม้ในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด
การใช้งานทางอุตสาหกรรม: อุตสาหกรรมต่างๆ ใช้ถัง LNG เพื่อจัดเก็บและจ่ายก๊าซธรรมชาติสำหรับกระบวนการที่ต้องการแหล่งเชื้อเพลิงที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้
LNG เป็นเชื้อเพลิง:
การขนส่งทางทะเล: ถัง LNG ใช้ในเรือที่ออกแบบมาเพื่อใช้ LNG โดยลดการปล่อยมลพิษเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงทางทะเลแบบดั้งเดิม
รถบรรทุกหนัก: ถัง LNG ใช้ในรถบรรทุกและรถโดยสารที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเหลว ซึ่งเป็นทางเลือกที่สะอาดกว่าน้ำมันดีเซล
การสำรองฉุกเฉินและการโกนยอด:
พลังงานสำรอง: ถัง LNG ให้โซลูชันพลังงานสำรองแก่พื้นที่ที่แหล่งจ่ายไฟฟ้าไม่น่าเชื่อถือ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าก๊าซธรรมชาติจะพร้อมใช้งานเพื่อผลิตไฟฟ้าระหว่างที่ไฟดับ
การโกนยอด: การจัดเก็บ LNG ช่วยจัดการกับความต้องการสูงสุดได้โดยการกักเก็บก๊าซส่วนเกินในช่วงที่มีความต้องการต่ำ และปล่อยออกในช่วงที่มีความต้องการสูง
สถานที่ผลิต LNG :
พืชเหลว: ถัง LNG จัดเก็บผลิตภัณฑ์ที่เป็นของเหลวไว้ที่โรงงานผลิต โดยที่ก๊าซธรรมชาติจะถูกทำให้เย็นลงและควบแน่นให้เป็นของเหลวเพื่อการจัดเก็บและขนส่งที่มีประสิทธิภาพ

การออกแบบและการพิจารณาความปลอดภัย

เพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยและประสิทธิภาพของถัง LNG ควรพิจารณาสิ่งต่อไปนี้:
การจัดการความเครียดจากความร้อน: จำเป็นต้องมีฉนวนและข้อต่อขยายตัวที่เหมาะสมเพื่อจัดการกับความเครียดจากความร้อนที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รุนแรง
คุณสมบัติด้านความปลอดภัย: เพื่อจัดการกับความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บ LNG ให้รวมระบบตรวจจับการรั่วไหล ระบบป้องกันอัคคีภัย และระบบปิดฉุกเฉิน
การปฏิบัติตามกฎระเบียบ: ปฏิบัติตามมาตรฐานและข้อบังคับของอุตสาหกรรมจากองค์กรต่างๆ เช่น สถาบันปิโตรเลียมแห่งอเมริกา (API) สมาคมป้องกันอัคคีภัยแห่งชาติ (NFPA) และองค์กรมาตรฐานระหว่างประเทศ (ISO)

บทสรุป

การออกแบบและการเลือกวัสดุของถัง LNG ถือเป็นปัจจัยพื้นฐานที่ช่วยให้มั่นใจได้ว่าถังจะทำงานได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ วิศวกรสามารถสร้างถังที่ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะที่รุนแรงโดยการเลือกวัสดุที่เหมาะสม เช่น เหล็กนิกเกิล 9% สำหรับส่วนประกอบที่อุณหภูมิต่ำ และ ASTM A516 เกรด 70 สำหรับหลังคา การทำความเข้าใจการใช้งานที่หลากหลายของถัง LNG ตั้งแต่เทอร์มินัลนำเข้าและส่งออก ไปจนถึงการใช้งานในอุตสาหกรรมและการสำรองฉุกเฉิน เน้นย้ำถึงบทบาทสำคัญของถัง LNG ในโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานระดับโลก การออกแบบ การเลือกวัสดุ และการปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยอย่างรอบคอบจะช่วยให้การจัดเก็บและการใช้ LNG ประสบความสำเร็จและปลอดภัยต่อไป หากต้องการข้อมูลจำเพาะที่แม่นยำและราคาปัจจุบัน โปรดปรึกษากับ [email protected] มักแนะนำให้ตอบสนองความต้องการเฉพาะของโครงการเสมอ

NACE MR0175 เทียบกับ NACE MR0103

ความแตกต่างระหว่าง NACE MR0175 และ NACE MR0103 คืออะไร?

/ใน /โดย

การแนะนำ

ในอุตสาหกรรมเช่นน้ำมันและก๊าซ ซึ่งอุปกรณ์และโครงสร้างพื้นฐานมักเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง การเลือกวัสดุที่สามารถทนต่อสภาวะกัดกร่อนจึงมีความสำคัญมาก มาตรฐานที่จำเป็นสองประการที่ใช้เป็นแนวทางในการเลือกวัสดุสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ได้แก่ เนซ MR0175 และ เอ็นเอซี MR0103แม้ว่ามาตรฐานทั้งสองจะมีจุดมุ่งหมายเพื่อป้องกันการแตกร้าวจากซัลไฟด์ (SSC) และความเสียหายอื่นๆ ที่เกิดจากไฮโดรเจน แต่มาตรฐานทั้งสองได้รับการออกแบบมาเพื่อการใช้งานและสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน บล็อกนี้จะให้ภาพรวมที่ครอบคลุมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างมาตรฐานที่สำคัญทั้งสองนี้

บทนำสู่มาตรฐาน NACE

NACE International ซึ่งปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของ Association for Materials Protection and Performance (AMPP) ได้พัฒนา NACE MR0175 และ NACE MR0103 เพื่อรับมือกับความท้าทายที่เกิดจากสภาพแวดล้อมการใช้งานที่มีกรด-ด่างสูง ซึ่งประกอบไปด้วย H₂S สภาพแวดล้อมเหล่านี้อาจทำให้เกิดการกัดกร่อนและการแตกร้าวในรูปแบบต่างๆ ซึ่งอาจส่งผลต่อความสมบูรณ์ของวัสดุและอาจนำไปสู่ความล้มเหลวที่ร้ายแรงได้ วัตถุประสงค์หลักของมาตรฐานเหล่านี้คือเพื่อจัดทำแนวทางในการเลือกวัสดุที่สามารถต้านทานผลกระทบที่เป็นอันตรายเหล่านี้ได้

ขอบเขตและการประยุกต์ใช้

เนซ MR0175

จุดเน้นหลัก: NACE MR0175 หรือ ISO 15156 มุ่งเป้าไปที่อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซต้นน้ำเป็นหลัก ซึ่งรวมถึงการสำรวจ การขุดเจาะ การผลิต และการขนส่งไฮโดรคาร์บอน
สิ่งแวดล้อม: มาตรฐานดังกล่าวครอบคลุมถึงวัสดุที่ใช้ในการผลิตน้ำมันและก๊าซในสภาพแวดล้อมที่มีกรด ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ใต้หลุม ส่วนประกอบของหัวบ่อ ท่อส่ง และโรงกลั่น
การใช้งานทั่วโลก: NACE MR0175 เป็นมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับทั่วโลกซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการดำเนินการน้ำมันและก๊าซต้นน้ำเพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของวัสดุในสภาพแวดล้อมที่มีรสเปรี้ยว

เอ็นเอซี MR0103

จุดเน้นหลัก: NACE MR0103 ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับอุตสาหกรรมการกลั่นและปิโตรเคมีโดยมุ่งเน้นที่การดำเนินการปลายน้ำ
สิ่งแวดล้อม: มาตรฐานนี้ใช้กับโรงงานแปรรูปที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อม H₂S ที่เปียก มาตรฐานนี้ได้รับการปรับแต่งให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมที่พบในหน่วยการกลั่น เช่น หน่วยไฮโดรโปรเซสซิ่ง ซึ่งมีความเสี่ยงสูงที่ซัลไฟด์จะแตกร้าวเนื่องจากความเค้น
เฉพาะอุตสาหกรรม: ต่างจาก NACE MR0175 ซึ่งใช้ในแอปพลิเคชันที่หลากหลายกว่า NACE MR0103 มุ่งเน้นไปที่ภาคการกลั่นมากกว่า

ข้อกำหนดด้านวัสดุ

เนซ MR0175

ตัวเลือกวัสดุ: NACE MR0175 มีตัวเลือกวัสดุมากมาย เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ เหล็กกล้าไร้สนิม โลหะผสมนิกเกิล และอื่นๆ อีกมากมาย วัสดุแต่ละชนิดได้รับการแบ่งประเภทตามความเหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีกรดกัดกร่อนเฉพาะ
คุณสมบัติ: วัสดุต้องเป็นไปตามเกณฑ์ที่เข้มงวดเพื่อให้มีคุณสมบัติใช้งานได้ รวมถึงความต้านทานต่อ SSC การแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC) และการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นซัลไฟด์ (SSCC)
ข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม: มาตรฐานจำกัดความดันบางส่วนของ H₂S อุณหภูมิ ค่า pH และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ที่กำหนดความเหมาะสมของวัสดุสำหรับบริการที่มีรสเปรี้ยว

เอ็นเอซี MR0103

ความต้องการวัสดุ: NACE MR0103 มุ่งเน้นไปที่วัสดุที่ทนทานต่อ SSC ในสภาพแวดล้อมการกลั่น โดยกำหนดเกณฑ์เฉพาะสำหรับคาร์บอน โลหะผสมต่ำ และสเตนเลสบางชนิด
แนวทางแบบง่าย: เมื่อเปรียบเทียบกับ MR0175 แนวทางการเลือกวัสดุใน MR0103 จะตรงไปตรงมามากกว่า สะท้อนถึงเงื่อนไขที่ควบคุมได้และสอดคล้องกันมากกว่าซึ่งมักพบในการดำเนินการกลั่น
กระบวนการผลิต: มาตรฐานดังกล่าวยังระบุข้อกำหนดด้านการเชื่อม การอบด้วยความร้อน และการผลิต เพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุจะคงความต้านทานต่อการแตกร้าวไว้ได้

การรับรองและการปฏิบัติตาม

เนซ MR0175
ใบรับรอง: หน่วยงานกำกับดูแลมักกำหนดให้ต้องปฏิบัติตามมาตรฐาน NACE MR0175 และถือเป็นสิ่งสำคัญในการรับรองความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ในการดำเนินการเกี่ยวกับน้ำมันและก๊าซธรรมชาติที่มีกลิ่นเหม็น มาตรฐานดังกล่าวมีการอ้างอิงในข้อบังคับและสัญญาระหว่างประเทศหลายฉบับ
เอกสารประกอบ: โดยทั่วไปแล้ว ต้องมีเอกสารรายละเอียดเพื่อแสดงให้เห็นว่าวัสดุเป็นไปตามเกณฑ์เฉพาะที่ระบุไว้ใน MR0175 ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล และการทดสอบความทนทานต่อสภาวะการใช้งานที่มีกรด
เอ็นเอซี MR0103
ใบรับรอง: โดยทั่วไปแล้ว สัญญาสำหรับอุปกรณ์และวัสดุที่ใช้ในโรงกลั่นและโรงงานปิโตรเคมีจะต้องปฏิบัติตาม NACE MR0103 ซึ่งจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าวัสดุที่เลือกสามารถทนต่อความท้าทายเฉพาะของสภาพแวดล้อมโรงกลั่นได้
ข้อกำหนดแบบง่าย: แม้ว่าจะยังคงเข้มงวด แต่ข้อกำหนดด้านเอกสารและการทดสอบเพื่อให้เป็นไปตาม MR0103 มักจะซับซ้อนน้อยกว่าข้อกำหนดของ MR0175 ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงเงื่อนไขด้านสิ่งแวดล้อมและความเสี่ยงที่แตกต่างกันในการกลั่นเมื่อเทียบกับการดำเนินการต้นน้ำ

การทดสอบและการรับรองคุณสมบัติ

เนซ MR0175
การทดสอบอย่างเข้มงวด: วัสดุจะต้องผ่านการทดสอบอย่างละเอียด รวมถึงการทดสอบในห้องปฏิบัติการสำหรับ SSC, HIC และ SSCC เพื่อให้มีคุณสมบัติสำหรับใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีรสเปรี้ยว
มาตรฐานระดับโลก: มาตรฐานดังกล่าวสอดคล้องกับขั้นตอนการทดสอบระดับสากล และมักกำหนดให้วัสดุต้องเป็นไปตามเกณฑ์ประสิทธิภาพที่เข้มงวดในสภาวะที่รุนแรงที่สุดในการปฏิบัติการน้ำมันและก๊าซ
เอ็นเอซี MR0103
การทดสอบแบบกำหนดเป้าหมาย: ข้อกำหนดในการทดสอบมุ่งเน้นไปที่เงื่อนไขเฉพาะของสภาพแวดล้อมของโรงกลั่น ซึ่งรวมถึงการทดสอบความต้านทานต่อ H₂S เปียก SSC และรูปแบบการแตกร้าวอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง
เฉพาะการใช้งาน: โปรโตคอลการทดสอบได้รับการปรับแต่งให้เหมาะกับความต้องการของกระบวนการกลั่น ซึ่งโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับเงื่อนไขที่ไม่รุนแรงเท่ากับที่พบในการดำเนินการต้นน้ำ

บทสรุป

ในขณะที่ NACE MR0175 และ NACE MR0103 ทั้งป้องกันการแตกร้าวจากซัลไฟด์และรูปแบบอื่นๆ ของรอยแตกร้าวจากสิ่งแวดล้อมในสภาพแวดล้อมการบริการที่มีความเปรี้ยว โดยได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน
เนซ MR0175 เป็นมาตรฐานสำหรับการดำเนินการด้านน้ำมันและก๊าซต้นน้ำ ครอบคลุมวัสดุและสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย และมีกระบวนการทดสอบและการรับรองที่เข้มงวด
เอ็นเอซี MR0103 ได้รับการออกแบบมาสำหรับอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมัน โดยเน้นที่การดำเนินการขั้นปลายและใช้เกณฑ์การเลือกวัสดุที่เรียบง่ายและตรงเป้าหมายมากขึ้น

การทำความเข้าใจถึงความแตกต่างระหว่างมาตรฐานเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญในการเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะของคุณ และเพื่อรับรองความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานยาวนานของโครงสร้างพื้นฐานของคุณในสภาพแวดล้อมไฮโดรเจนซัลไฟด์

การแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน HIC

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

/ใน /โดย

การแนะนำ

ในอุตสาหกรรมที่วัสดุต่างๆ ต้องสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น น้ำมันและก๊าซ การแปรรูปทางเคมี และการผลิตไฟฟ้า การทำความเข้าใจและป้องกันการแตกร้าวจากสิ่งแวดล้อมถือเป็นสิ่งสำคัญ การแตกร้าวประเภทนี้อาจนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างร้ายแรง การซ่อมแซมที่มีค่าใช้จ่ายสูง และความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่สำคัญ โพสต์บล็อกนี้จะให้ข้อมูลภาพรวมโดยละเอียดและเป็นมืออาชีพเกี่ยวกับรูปแบบต่างๆ ของการแตกร้าวจากสิ่งแวดล้อม เช่น HB, HIC, SWC, SOHIC, SSC, SZC, HSC, HE และ SCC รวมถึงการรับรู้ กลไกพื้นฐาน และกลยุทธ์ในการป้องกัน

1. ภาวะพุพองจากไฮโดรเจน (HB)

การยอมรับ:
การเกิดตุ่มพองจากไฮโดรเจนมีลักษณะเฉพาะคือมีตุ่มพองหรือตุ่มนูนขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุ ตุ่มพองเหล่านี้เกิดจากอะตอมไฮโดรเจนที่แทรกซึมเข้าไปในวัสดุและสะสมที่จุดบกพร่องหรือสิ่งที่รวมอยู่ภายใน ทำให้เกิดโมเลกุลไฮโดรเจนที่สร้างแรงดันสูงในบริเวณนั้น

กลไก:
อะตอมไฮโดรเจนแพร่กระจายเข้าไปในวัสดุ โดยทั่วไปคือเหล็กกล้าคาร์บอน และรวมตัวกันใหม่เป็นไฮโดรเจนโมเลกุลในบริเวณที่มีสิ่งเจือปนหรือช่องว่าง แรงกดดันจากโมเลกุลไฮโดรเจนเหล่านี้จะทำให้เกิดตุ่มพอง ทำให้วัสดุอ่อนแอลง และนำไปสู่การเสื่อมสภาพเพิ่มเติม

การป้องกัน:

  • การเลือกใช้วัสดุ: ใช้วัสดุที่มีสิ่งเจือปนต่ำ โดยเฉพาะเหล็กที่มีปริมาณกำมะถันต่ำ
  • สารเคลือบป้องกัน: การประยุกต์ใช้การเคลือบเพื่อป้องกันการเข้าของไฮโดรเจน
  • การป้องกันแคโทด: การนำระบบป้องกันแคโทดิกมาใช้เพื่อลดการดูดซับไฮโดรเจน

2. การแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC)

การยอมรับ:
รอยแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC) ระบุได้จากรอยแตกร้าวภายในที่มักจะขนานไปกับทิศทางการกลิ้งของวัสดุ รอยแตกร้าวเหล่านี้มักเกิดขึ้นตามขอบเกรนและไม่ขยายไปถึงพื้นผิวของวัสดุ ทำให้ยากต่อการตรวจจับจนกว่าจะเกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญ

กลไก:
อะตอมไฮโดรเจนจะเข้าไปในวัสดุและรวมตัวกันใหม่เพื่อสร้างโมเลกุลไฮโดรเจนภายในโพรงหรือสิ่งที่รวมเข้าด้วยกันในลักษณะเดียวกับการเกิดฟองไฮโดรเจน แรงดันที่เกิดจากโมเลกุลเหล่านี้ทำให้เกิดรอยแตกร้าวภายใน ส่งผลให้ความสมบูรณ์ของโครงสร้างของวัสดุลดลง

การป้องกัน:

  • การเลือกใช้วัสดุ: เลือกใช้เหล็กที่มีปริมาณกำมะถันต่ำและมีสิ่งเจือปนในระดับต่ำ
  • การรักษาความร้อน: ใช้กระบวนการอบด้วยความร้อนที่เหมาะสมเพื่อปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคของวัสดุ
  • มาตรการป้องกัน: ใช้สารเคลือบและการป้องกันแคโทดิกเพื่อยับยั้งการดูดซับไฮโดรเจน

3. การแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนเนื่องมาจากความเครียด (SOHIC)

การยอมรับ:
SOHIC คือรูปแบบหนึ่งของการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อมีแรงดึงจากภายนอก โดยสามารถรับรู้ได้จากรูปแบบการแตกร้าวแบบขั้นบันไดหรือแบบขั้นบันไดที่มักพบใกล้กับรอยเชื่อมหรือบริเวณที่มีแรงดึงสูงอื่นๆ

กลไก:
รอยแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนและแรงดึงทำให้เกิดรูปแบบรอยแตกร้าวที่รุนแรงและชัดเจนยิ่งขึ้น การมีแรงดึงจะทำให้ผลกระทบของการเปราะบางจากไฮโดรเจนรุนแรงขึ้น ส่งผลให้รอยแตกร้าวแพร่กระจายเป็นขั้นตอน

การป้องกัน:

  • การจัดการความเครียด: ใช้วิธีการบำบัดเพื่อคลายความเครียดเพื่อลดความเครียดที่ตกค้าง
  • การเลือกใช้วัสดุ: ใช้วัสดุที่มีความต้านทานการเปราะเนื่องจากไฮโดรเจนสูง
  • มาตรการป้องกัน: ใช้สารเคลือบป้องกันและป้องกันแคโทดิก

4. การแตกร้าวจากความเครียดของซัลไฟด์ (SSC)

การยอมรับ:
การแตกร้าวจากความเค้นซัลไฟด์ (SSC) มีลักษณะเป็นรอยแตกร้าวเปราะในเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) รอยแตกร้าวเหล่านี้มักเกิดขึ้นระหว่างเม็ดเกรนและสามารถแพร่กระจายอย่างรวดเร็วภายใต้แรงดึง ทำให้เกิดความล้มเหลวอย่างกะทันหันและร้ายแรง

กลไก:
ในกรณีที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ อะตอมไฮโดรเจนจะถูกดูดซับโดยวัสดุ ทำให้เกิดการเปราะบาง การเปราะบางนี้ทำให้ความสามารถของวัสดุในการทนต่อแรงดึงลดลง ส่งผลให้เกิดการแตกแบบเปราะ

การป้องกัน:

  • การเลือกใช้วัสดุ: การใช้วัสดุที่ทนทานต่อกรดกัดกร่อนพร้อมระดับความแข็งที่ควบคุมได้
  • การควบคุมสิ่งแวดล้อม: การลดการสัมผัสกับไฮโดรเจนซัลไฟด์หรือใช้สารยับยั้งเพื่อลดผลกระทบให้น้อยที่สุด
  • สารเคลือบป้องกัน: การประยุกต์ใช้การเคลือบเพื่อทำหน้าที่เป็นสิ่งกีดขวางต่อไฮโดรเจนซัลไฟด์

5. การแตกร้าวแบบขั้นตอน (SWC)

การยอมรับ:
การแตกร้าวแบบเป็นขั้นบันไดหรือไฮโดรเจนเกิดขึ้นกับเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง โดยเฉพาะในโครงสร้างที่เชื่อม โดยสังเกตได้จากรูปแบบรอยแตกร้าวแบบซิกแซกหรือแบบขั้นบันได ซึ่งมักพบใกล้กับรอยเชื่อม

กลไก:
รอยแตกร้าวแบบเป็นขั้นตอนเกิดขึ้นจากผลรวมของความเปราะบางที่เกิดจากไฮโดรเจนและความเค้นตกค้างจากการเชื่อม รอยแตกร้าวจะแพร่กระจายเป็นขั้นตอนตามเส้นทางที่อ่อนแอที่สุดผ่านวัสดุ

การป้องกัน:

  • การรักษาความร้อน: ใช้การอบด้วยความร้อนก่อนและหลังการเชื่อมเพื่อลดความเค้นตกค้าง
  • การเลือกใช้วัสดุ: เลือกใช้วัสดุที่มีความต้านทานการเปราะเนื่องจากไฮโดรเจนได้ดีกว่า
  • การอบไฮโดรเจน: ดำเนินการตามขั้นตอนการอบไฮโดรเจนหลังการเชื่อมเพื่อกำจัดไฮโดรเจนที่ดูดซับไว้

6. การแตกร้าวของสังกะสีจากความเครียด (SZC)

การยอมรับ:
การแตกร้าวจากสังกะสีที่เกิดจากความเค้น (SZC) เกิดขึ้นในเหล็กเคลือบสังกะสี (สังกะสีเคลือบสังกะสี) โดยสามารถระบุการแตกร้าวตามขอบเกรนได้ ซึ่งอาจนำไปสู่การแยกชั้นของสังกะสีเคลือบและความล้มเหลวทางโครงสร้างของเหล็กที่อยู่ข้างใต้ตามมา

กลไก:
แรงดึงที่เกิดขึ้นภายในชั้นเคลือบสังกะสีและการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนทำให้เกิด SZC แรงดึงที่เกิดขึ้นภายในชั้นเคลือบร่วมกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมทำให้เกิดการแตกร้าวตามเกรนและความล้มเหลว

การป้องกัน:

  • การควบคุมการเคลือบ: ตรวจสอบความหนาของการเคลือบสังกะสีให้เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงความเครียดที่มากเกินไป
  • ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ: หลีกเลี่ยงทางโค้งและมุมแหลมที่จะทำให้เกิดความเครียด
  • การควบคุมสิ่งแวดล้อม: ลดการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนซึ่งอาจทำให้เกิดการแตกร้าวมากขึ้น

7. การแตกร้าวจากความเครียดของไฮโดรเจน (HSC)

การยอมรับ:
การแตกร้าวจากความเค้นของไฮโดรเจน (HSC) เป็นรูปแบบหนึ่งของการเปราะของไฮโดรเจนในเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงที่สัมผัสกับไฮโดรเจน โดยมีลักษณะเฉพาะคือเกิดการแตกร้าวแบบเปราะทันทีภายใต้แรงดึง

กลไก:
อะตอมไฮโดรเจนแพร่กระจายเข้าไปในเหล็ก ทำให้เกิดการเปราะบาง ความเปราะบางนี้ลดความเหนียวของวัสดุลงอย่างมาก ทำให้มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวและเสียหายทันทีภายใต้แรงกด

การป้องกัน:

  • การเลือกใช้วัสดุ: เลือกวัสดุที่มีความเปราะบางจากไฮโดรเจนต่ำ
  • การควบคุมสิ่งแวดล้อม: ลดการสัมผัสกับไฮโดรเจนให้น้อยที่สุดระหว่างการแปรรูปและการบริการ
  • มาตรการป้องกัน: ใช้สารเคลือบป้องกันและการป้องกันแคโทดิกเพื่อป้องกันการเข้าของไฮโดรเจน

8. ไฮโดรเจนเปราะบาง (HE)

การยอมรับ:
ความเปราะบางของไฮโดรเจน (HE) เป็นคำทั่วไปสำหรับการสูญเสียความยืดหยุ่นและการแตกร้าวหรือแตกหักของวัสดุที่ตามมาอันเนื่องมาจากการดูดซับไฮโดรเจน มักพบว่าการแตกร้าวนั้นมีลักษณะเปราะบางและเกิดขึ้นอย่างฉับพลัน

กลไก:
อะตอมไฮโดรเจนจะเข้าสู่โครงสร้างตาข่ายของโลหะ ทำให้ความเหนียวและความเหนียวของโลหะลดลงอย่างมาก เมื่ออยู่ภายใต้แรงกด วัสดุที่เปราะบางจะมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวและเสียหาย

การป้องกัน:

  • การเลือกใช้วัสดุ: ใช้วัสดุที่มีความทนทานต่อการเปราะบางจากไฮโดรเจน
  • การควบคุมไฮโดรเจน: จัดการการสัมผัสไฮโดรเจนในระหว่างการผลิตและการบริการเพื่อป้องกันการดูดซึม
  • สารเคลือบป้องกัน: ทาสารเคลือบเพื่อป้องกันไม่ให้ไฮโดรเจนเข้าไปในวัสดุ

9. การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC)

การยอมรับ:
การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC) มีลักษณะเป็นรอยแตกร้าวเล็กๆ ที่มักเริ่มต้นที่พื้นผิวของวัสดุและแพร่กระจายผ่านความหนา SCC เกิดขึ้นเมื่อวัสดุสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนภายใต้แรงดึง

กลไก:
SCC เกิดจากผลรวมของแรงดึงและสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน ตัวอย่างเช่น SCC ที่เกิดจากคลอไรด์เป็นปัญหาทั่วไปในสเตนเลสสตีล โดยไอออนคลอไรด์ช่วยให้รอยแตกร้าวเริ่มต้นและแพร่กระจายภายใต้แรงดึง

การป้องกัน:

  • การเลือกใช้วัสดุ: เลือกใช้วัสดุที่ทนทานต่อ SCC เฉพาะประเภทที่เกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อม
  • การควบคุมสิ่งแวดล้อม: ลดความเข้มข้นของสารกัดกร่อน เช่น คลอไรด์ ในสภาพแวดล้อมการทำงาน
  • การจัดการความเครียด: ใช้การอบเพื่อคลายความเครียดและการออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อลดความเครียดตกค้างที่ส่งผลต่อ SCC

บทสรุป

การแตกร้าวจากสิ่งแวดล้อมเป็นความท้าทายที่ซับซ้อนและหลากหลายสำหรับอุตสาหกรรมที่ความสมบูรณ์ของวัสดุเป็นสิ่งสำคัญ การทำความเข้าใจกลไกเฉพาะเบื้องหลังการแตกร้าวแต่ละประเภท เช่น HB, HIC, SWC, SOHIC, SSC, SZC, HSC, HE และ SCC ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการป้องกันที่มีประสิทธิภาพ โดยการนำกลยุทธ์ต่างๆ เช่น การเลือกวัสดุ การจัดการความเครียด การควบคุมสิ่งแวดล้อม และการเคลือบป้องกันมาใช้ อุตสาหกรรมต่างๆ สามารถลดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการแตกร้าวในรูปแบบเหล่านี้ได้อย่างมาก ทำให้มั่นใจได้ว่าโครงสร้างพื้นฐานของตนจะปลอดภัย เชื่อถือได้ และมีอายุการใช้งานยาวนาน

เนื่องจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยียังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง วิธีการต่างๆ ที่ใช้ในการต่อสู้กับการแตกร้าวจากสิ่งแวดล้อมจึงได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเช่นกัน ซึ่งทำให้การวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องมีความสำคัญต่อการรักษาความสมบูรณ์ของวัสดุในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง

การสร้างถังเก็บน้ำมัน: การคำนวณความต้องการแผ่นเหล็ก

วิธีการคำนวณจำนวนแผ่นเหล็กสำหรับถังเก็บน้ำมัน

/ใน /โดย

การแนะนำ

การสร้างถังเก็บน้ำมันต้องมีการวางแผนอย่างแม่นยำและการคำนวณที่แม่นยำเพื่อให้มั่นใจถึงความสมบูรณ์ของโครงสร้าง ความปลอดภัย และความคุ้มทุน สำหรับถังที่สร้างขึ้นโดยใช้ แผ่นเหล็กกล้าคาร์บอนการกำหนดปริมาณและการจัดเรียงแผ่นเหล็กเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญ ในบล็อกนี้ เราจะมาสำรวจการคำนวณจำนวนแผ่นเหล็กสำหรับถังเก็บน้ำมัน โดยใช้ตัวอย่างเฉพาะเพื่ออธิบายขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง

รายละเอียดโครงการ

ความต้องการของลูกค้า:

  • ตัวเลือกความหนาของแผ่น: แผ่นเหล็กกล้าคาร์บอนขนาด 6 มม. 8 มม. และ 10 มม.
  • ขนาดแผ่น: ความกว้าง: 2200มม. ความยาว: 6000มม.

ข้อมูลจำเพาะของถัง:

  • จำนวนถัง: 3
  • ปริมาตรถังแต่ละถัง: 3,000 ลูกบาศก์เมตร
  • ความสูง: 12 เมตร
  • เส้นผ่านศูนย์กลาง : 15.286 เมตร

ขั้นตอนการคำนวณปริมาณแผ่นเหล็กสำหรับถังเก็บน้ำมันทรงกระบอกสามถัง

ขั้นตอนที่ 1: คำนวณพื้นที่ผิวของถังเดียว

พื้นที่ผิวของถังแต่ละถังคือผลรวมของพื้นที่ผิวของเปลือกทรงกระบอก ด้านล่าง และหลังคา

1. คำนวณเส้นรอบวงและพื้นที่เปลือก

2. คำนวณพื้นที่ด้านล่างและหลังคา

 

ขั้นตอนที่ 2: คำนวณพื้นที่ผิวรวมสำหรับถังทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 3: กำหนดจำนวนแผ่นเหล็กที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 4: จัดสรรความหนาของแผ่น

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความสมบูรณ์ของโครงสร้างถังและต้นทุน ให้จัดสรรความหนาของแผ่นที่แตกต่างกันสำหรับส่วนต่างๆ ของแต่ละถัง:

  • แผ่นเหล็กขนาด 6 มม.:ใช้สำหรับหลังคาที่มีความเครียดโครงสร้างต่ำ
  • แผ่นเหล็กขนาด 8 มม.:ใช้ทาบริเวณส่วนบนของเปลือกถัง ที่มีแรงกดปานกลาง
  • แผ่นเหล็กขนาด 10 มม.:ใช้สำหรับส่วนล่างและส่วนล่างของเปลือกหอย ซึ่งเป็นส่วนที่มีความเครียดสูงที่สุดเนื่องจากน้ำหนักของน้ำมันที่เก็บไว้

ขั้นตอนที่ 5: ตัวอย่างการจัดสรรแผ่นสำหรับแต่ละถัง

แผ่นด้านล่าง:

  • พื้นที่ที่ต้องการต่อถัง: 183.7 ตารางเมตร
  • ความหนาของแผ่น: 10มม.
  • จำนวนแผ่นต่อถัง: [183.7/13.2] จาน
  • รวมทั้งหมด 3 ถัง: 14 × 3 จาน

แผ่นเปลือกหอย:

  • พื้นที่ที่ต้องการต่อถัง: 576 ตารางเมตร
  • ความหนาของแผ่น: 10มม. (ส่วนล่าง), 8มม. (ส่วนบน)
  • จำนวนแผ่นต่อถัง: [576/13.2] จาน
    • ส่วนล่าง (10มม.):ประมาณ 22 แผ่นต่อถัง
    • ส่วนบน (8มม.):ประมาณ 22 แผ่นต่อถัง
  • รวมทั้งหมด 3 ถัง: 44 × 3 จาน

แผ่นหลังคา:

  • พื้นที่ที่ต้องการต่อถัง: 183.7 ตารางเมตร
  • ความหนาของแผ่น: 6มม.
  • จำนวนแผ่นต่อถัง: [183.7/13.2] จาน
  • รวมทั้งหมด 3 ถัง: 14 × 3 = จาน

ข้อควรพิจารณาสำหรับการคำนวณที่แม่นยำ

  • ค่าเผื่อการกัดกร่อน: รวมความหนาเพิ่มเติมเพื่อรองรับการกัดกร่อนในอนาคต
  • ของเสีย:พิจารณาถึงการสูญเสียวัสดุที่เกิดจากการตัดและการประกอบ ซึ่งโดยทั่วไปจะเพิ่มวัสดุพิเศษ 5-10%
  • รหัสการออกแบบ:เมื่อกำหนดความหนาของแผ่นและการออกแบบถัง ให้แน่ใจว่าเป็นไปตามรหัสและมาตรฐานการออกแบบที่เกี่ยวข้อง เช่น API 650

บทสรุป

การสร้างถังเก็บน้ำมันด้วยแผ่นเหล็กกล้าคาร์บอนเกี่ยวข้องกับการคำนวณที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุมีประสิทธิภาพและโครงสร้างมีความสมบูรณ์ เมื่อกำหนดพื้นที่ผิวและพิจารณาความหนาของแผ่นที่เหมาะสม คุณสามารถประมาณจำนวนแผ่นที่จำเป็นในการสร้างถังที่ตรงตามมาตรฐานอุตสาหกรรมและข้อกำหนดของลูกค้าได้ การคำนวณเหล่านี้เป็นรากฐานสำหรับการสร้างถังที่ประสบความสำเร็จ ช่วยให้จัดหาวัสดุและวางแผนโครงการได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ว่าจะเป็นโครงการใหม่หรือการปรับปรุงถังที่มีอยู่ แนวทางนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะมีโซลูชันการจัดเก็บน้ำมันที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้ซึ่งสอดคล้องกับแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดทางวิศวกรรม หากคุณมีโครงการถังเก็บ LNG เชื้อเพลิงการบิน หรือน้ำมันดิบใหม่ โปรดติดต่อ [email protected] เพื่อรับใบเสนอราคาแผ่นเหล็กที่เหมาะสมที่สุด

การเคลือบ 3LPE เทียบกับการเคลือบ 3LPP

3LPE เทียบกับ 3LPP: การเปรียบเทียบการเคลือบท่ออย่างครอบคลุม

/ใน /โดย

การแนะนำ

สารเคลือบท่อช่วยปกป้องท่อเหล็กจากการกัดกร่อนและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ สารเคลือบที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โพลีเอทิลีน 3 ชั้น (3LPE) และ โพลิโพรพิลีน 3 ชั้น (3LPP) สารเคลือบ สารเคลือบทั้งสองชนิดให้การปกป้องที่แข็งแรง แต่แตกต่างกันในแง่ของการใช้งาน องค์ประกอบ และประสิทธิภาพ บล็อกนี้จะให้การเปรียบเทียบโดยละเอียดระหว่างสารเคลือบ 3LPE และ 3LPP โดยเน้นที่ 5 ประเด็นสำคัญ ได้แก่ การเลือกสารเคลือบ องค์ประกอบของสารเคลือบ ประสิทธิภาพของสารเคลือบ ข้อกำหนดในการก่อสร้าง และกระบวนการก่อสร้าง

1. การเลือกเคลือบผิว

การเคลือบ 3LPE:
การใช้งาน:3LPE ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับท่อส่งน้ำมันและก๊าซบนบกและนอกชายฝั่ง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่ต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิปานกลางและการป้องกันเชิงกลที่ยอดเยี่ยม
ช่วงอุณหภูมิ:โดยทั่วไปแล้วการเคลือบ 3LPE จะใช้กับท่อที่ทำงานในอุณหภูมิระหว่าง -40 °C ถึง 80 80°C
การพิจารณาต้นทุน:โดยทั่วไปแล้ว 3LPE จะมีต้นทุนคุ้มค่ามากกว่า 3LPP ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับโครงการที่มีข้อจำกัดด้านงบประมาณซึ่งความต้องการอุณหภูมิอยู่ภายในช่วงที่รองรับ
การเคลือบ 3LPP:
การใช้งาน:3LPP เป็นที่นิยมใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เช่น ท่อส่งนอกชายฝั่งน้ำลึกและท่อส่งของเหลวร้อน นอกจากนี้ยังใช้ในพื้นที่ที่ต้องการการป้องกันเชิงกลขั้นสูงอีกด้วย
ช่วงอุณหภูมิ:สารเคลือบ 3LPP สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่า โดยทั่วไประหว่าง -20°C ถึง 140°C ทำให้เหมาะกับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูงมากขึ้น
การพิจารณาต้นทุน:สารเคลือบ 3LPP มีราคาแพงกว่าเนื่องจากทนทานต่ออุณหภูมิและมีคุณสมบัติเชิงกลที่เหนือกว่า แต่จำเป็นสำหรับท่อที่ต้องทำงานในสภาวะที่รุนแรง
สรุปผลการคัดเลือกการเลือกใช้ระหว่าง 3LPE และ 3LPP ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการทำงานของท่อ สภาพแวดล้อม และงบประมาณเป็นหลัก 3LPE เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุณหภูมิปานกลางและโครงการที่คำนึงถึงต้นทุน ในขณะที่ 3LPP เป็นที่นิยมสำหรับสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูงซึ่งจำเป็นต้องมีการป้องกันเชิงกลที่ดีขึ้น

2. องค์ประกอบของสารเคลือบ

ส่วนผสมของสารเคลือบ 3LPE:
ชั้นที่ 1: ฟิวชั่นบอนด์อีพอกซี (FBE):ชั้นในสุดให้การยึดเกาะที่ดีเยี่ยมกับพื้นผิวเหล็กและเป็นชั้นป้องกันการกัดกร่อนหลัก
ชั้นที่ 2: กาวโคพอลิเมอร์:ชั้นนี้จะยึดชั้น FBE เข้ากับชั้นเคลือบผิวโพลีเอทิลีน ช่วยให้ยึดเกาะได้แข็งแรงและป้องกันการกัดกร่อนเพิ่มเติม
ชั้นที่ 3 : โพลีเอทิลีน (PE):ชั้นนอกช่วยปกป้องทางกลต่อความเสียหายทางกายภาพระหว่างการจัดการ ขนส่ง และการติดตั้ง
ส่วนผสมของสารเคลือบ 3LPP:
ชั้นที่ 1: ฟิวชั่นบอนด์อีพอกซี (FBE):คล้ายกับ 3LPE ชั้น FBE ใน 3LPP ทำหน้าที่เป็นชั้นป้องกันการกัดกร่อนหลักและชั้นการยึดเกาะ
ชั้นที่ 2: กาวโคพอลิเมอร์:ชั้นกาวนี้จะยึด FBE เข้ากับชั้นเคลือบผิวโพลีโพรพีลีน ช่วยให้ยึดติดได้แน่น
ชั้นที่ 3 : โพลีโพรพีลีน (PP):ชั้นนอกของโพลีโพรพีลีนให้การปกป้องทางกลที่เหนือกว่าและทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่าโพลีเอทิลีน
สรุปเนื้อหาการแต่งเรื่อง:สารเคลือบทั้งสองชนิดมีโครงสร้างที่คล้ายกัน โดยมีชั้น FBE กาวโคพอลิเมอร์ และชั้นป้องกันด้านนอก อย่างไรก็ตาม วัสดุของชั้นนอกนั้นแตกต่างกัน คือ โพลีเอทิลีนใน 3LPE และโพลีโพรพีลีนใน 3LPP ซึ่งทำให้คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพแตกต่างกัน

3. ประสิทธิภาพการเคลือบ

ประสิทธิภาพการเคลือบ 3LPE:
ความทนทานต่ออุณหภูมิ:3LPE ทำงานได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิปานกลาง แต่อาจไม่เหมาะกับอุณหภูมิที่เกิน 80°C
การป้องกันทางกล:ชั้นนอกโพลีเอทิลีนมีความทนทานต่อความเสียหายทางกายภาพได้ดีเยี่ยม จึงเหมาะสำหรับท่อส่งบนชายฝั่งและนอกชายฝั่ง
ความต้านทานการกัดกร่อน:การผสมผสานชั้น FBE และ PE ช่วยเพิ่มการปกป้องที่แข็งแกร่งต่อการกัดกร่อน โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นหรือเปียก
ทนต่อสารเคมี:3LPE มีความทนทานต่อสารเคมีได้ดีแต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าในสภาพแวดล้อมที่มีการสัมผัสสารเคมีรุนแรงเมื่อเทียบกับ 3LPP
ประสิทธิภาพการเคลือบ 3LPP:
ความทนทานต่ออุณหภูมิ:3LPP ได้รับการออกแบบมาให้ทนต่ออุณหภูมิสูงถึง 140°C จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับท่อขนส่งของเหลวร้อนหรือในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง
การป้องกันทางกล:ชั้นโพลีโพรพีลีนให้การปกป้องทางกลที่เหนือกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในท่อส่งน้ำลึกนอกชายฝั่งที่มีแรงดันภายนอกและความเครียดทางกายภาพที่สูงกว่า
ความต้านทานการกัดกร่อน:3LPP ให้การป้องกันการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม เช่นเดียวกับ 3LPE แต่ทำงานได้ดีกว่าในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูง
ทนต่อสารเคมี:3LPP มีความทนทานต่อสารเคมีได้ดีเยี่ยม จึงเหมาะกับสภาพแวดล้อมที่มีสารเคมีหรือไฮโดรคาร์บอนที่กัดกร่อน
สรุปผลการดำเนินงาน:3LPP มีประสิทธิภาพเหนือกว่า 3LPE ในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูงและมีความทนทานต่อกลไกและสารเคมีได้ดีกว่า อย่างไรก็ตาม 3LPE ยังคงมีประสิทธิภาพสูงในอุณหภูมิปานกลางและสภาพแวดล้อมที่ไม่รุนแรงมากนัก

4. ข้อกำหนดในการก่อสร้าง

ข้อกำหนดการก่อสร้าง 3LPE:
การเตรียมพื้นผิว:การเตรียมพื้นผิวอย่างเหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญต่อประสิทธิภาพของการเคลือบ 3LPE พื้นผิวเหล็กจะต้องได้รับการทำความสะอาดและทำให้หยาบเพื่อให้เกิดการยึดเกาะที่จำเป็นสำหรับชั้น FBE
เงื่อนไขการสมัคร:การเคลือบ 3LPE จะต้องถูกนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมเพื่อให้แน่ใจว่าแต่ละชั้นมีการยึดเกาะที่เหมาะสม
ข้อมูลจำเพาะความหนา:ความหนาของแต่ละชั้นมีความสำคัญ โดยความหนาโดยรวมโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 1.8 มม. ถึง 3.0 มม. ขึ้นอยู่กับการใช้งานท่อที่ตั้งใจไว้
ข้อกำหนดการก่อสร้าง 3LPP:
การเตรียมพื้นผิว:เช่นเดียวกับ 3LPE การเตรียมพื้นผิวเป็นสิ่งสำคัญ เหล็กจะต้องได้รับการทำความสะอาดเพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อน และต้องทำให้หยาบเพื่อให้แน่ใจว่าชั้น FBE ยึดเกาะได้อย่างเหมาะสม
เงื่อนไขการสมัคร:กระบวนการการใช้งาน 3LPP นั้นคล้ายกับ 3LPE แต่บ่อยครั้งที่ต้องควบคุมอย่างแม่นยำกว่าเนื่องจากสารเคลือบมีความต้านทานต่ออุณหภูมิที่สูงกว่า
ข้อมูลจำเพาะความหนา:โดยทั่วไปแล้วสารเคลือบ 3LPP จะหนากว่า 3LPE โดยความหนาโดยรวมจะอยู่ระหว่าง 2.0 มม. ถึง 4.0 มม. ขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะ
สรุปความต้องการการก่อสร้าง:3LPE และ 3LPP ต้องมีการเตรียมพื้นผิวอย่างพิถีพิถันและสภาพแวดล้อมการใช้งานที่ควบคุมได้ อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้วสารเคลือบ 3LPP ต้องใช้การเคลือบที่หนากว่าเพื่อเพิ่มคุณสมบัติในการปกป้อง

5. กระบวนการก่อสร้าง

กระบวนการก่อสร้าง 3LPE:
การทำความสะอาดพื้นผิว:ท่อเหล็กได้รับการทำความสะอาดโดยใช้วิธีการ เช่น การพ่นทราย เพื่อขจัดสนิม ตะกรัน และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ
แอปพลิเคชั่น FBE:ท่อที่ทำความสะอาดแล้วจะได้รับการอุ่นล่วงหน้า และชั้น FBE จะถูกนำไปใช้แบบไฟฟ้าสถิตย์ เพื่อให้ยึดติดแน่นกับเหล็ก
การประยุกต์ใช้ชั้นกาว:กาวโคพอลิเมอร์ถูกทาทับบนชั้น FBE เพื่อยึด FBE เข้ากับชั้นโพลีเอทิลีนด้านนอก
การประยุกต์ใช้ชั้น PE:ชั้นโพลีเอทิลีนถูกอัดรีดลงบนท่อ ซึ่งให้การปกป้องทางกลและความต้านทานการกัดกร่อนเพิ่มเติม
การทำความเย็นและการตรวจสอบ:ท่อเคลือบจะได้รับการทำความเย็น ตรวจสอบข้อบกพร่อง และเตรียมพร้อมสำหรับการขนส่ง
กระบวนการก่อสร้าง 3LPP:
การทำความสะอาดพื้นผิว:คล้ายกับ 3LPE ท่อเหล็กได้รับการทำความสะอาดอย่างทั่วถึงเพื่อให้แน่ใจว่าชั้นเคลือบมีการยึดเกาะที่เหมาะสม
แอปพลิเคชั่น FBE:ชั้น FBE ถูกนำไปใช้กับท่อที่อุ่นไว้ล่วงหน้าและทำหน้าที่เป็นชั้นป้องกันการกัดกร่อนหลัก
การประยุกต์ใช้ชั้นกาว:กาวโคพอลิเมอร์ถูกนำมาทาทับบนชั้น FBE เพื่อให้มั่นใจได้ว่าจะยึดติดกับชั้นเคลือบโพลีโพรพีลีนได้อย่างแน่นหนา
แอปพลิเคชั่น PP Layer:ชั้นโพลีโพรพีลีนถูกนำมาใช้โดยการอัดขึ้นรูป ซึ่งทำให้มีความทนทานต่อแรงกลและอุณหภูมิได้ดีเยี่ยม
การทำความเย็นและการตรวจสอบ:ท่อได้รับการระบายความร้อน ตรวจสอบข้อบกพร่อง และเตรียมพร้อมสำหรับการใช้งาน
สรุปกระบวนการก่อสร้าง:กระบวนการก่อสร้างของ 3LPE และ 3LPP มีความคล้ายคลึงกัน โดยใช้วัสดุที่แตกต่างกันสำหรับชั้นป้องกันภายนอก ทั้งสองวิธีต้องควบคุมอุณหภูมิ ความสะอาด และความหนาของชั้นอย่างระมัดระวังเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุด

บทสรุป

การเลือกใช้สารเคลือบ 3LPE และ 3LPP ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น อุณหภูมิในการทำงาน สภาวะแวดล้อม ความเครียดทางกล และงบประมาณ
3แอลพีอี เหมาะอย่างยิ่งสำหรับท่อที่ทำงานในอุณหภูมิปานกลางและมีค่าใช้จ่ายสูง ทนต่อการกัดกร่อนและป้องกันเชิงกลได้ดีเยี่ยมสำหรับการใช้งานบนบกและนอกชายฝั่งส่วนใหญ่
3LPPในทางกลับกัน ถือเป็นทางเลือกที่ต้องการสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและการใช้งานที่ต้องการการป้องกันเชิงกลที่เหนือกว่า ต้นทุนที่สูงกว่านั้นสมเหตุสมผลเนื่องจากประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นในสภาวะที่ต้องการความแม่นยำสูง

การทำความเข้าใจข้อกำหนดเฉพาะของโครงการท่อของคุณถือเป็นสิ่งสำคัญในการเลือกวัสดุเคลือบที่เหมาะสม ทั้ง 3LPE และ 3LPP ต่างก็มีจุดแข็งและการใช้งานที่แตกต่างกัน และการเลือกที่ถูกต้องจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงการปกป้องและความทนทานในระยะยาวสำหรับโครงสร้างพื้นฐานท่อของคุณ

การสำรวจบทบาทสำคัญของท่อเหล็กในการสำรวจน้ำมันและก๊าซ

/ใน /โดย

การแนะนำ

ท่อเหล็กมีความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ โดยให้ความทนทานและความน่าเชื่อถือที่ไม่มีใครเทียบได้ภายใต้สภาวะที่รุนแรง ท่อเหล็กมีความจำเป็นสำหรับการสำรวจและการขนส่ง เนื่องจากสามารถทนต่อแรงดันสูง สภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน และอุณหภูมิที่รุนแรงได้ หน้าเว็บนี้จะอธิบายหน้าที่สำคัญของท่อเหล็กในการสำรวจน้ำมันและก๊าซ พร้อมทั้งอธิบายรายละเอียดถึงความสำคัญของท่อเหล็กในด้านการขุดเจาะ โครงสร้างพื้นฐาน และความปลอดภัย ค้นพบว่าการเลือกใช้ท่อเหล็กที่เหมาะสมจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการดำเนินงานและลดต้นทุนในอุตสาหกรรมที่มีความต้องการสูงนี้ได้อย่างไร

I. ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับท่อเหล็กสำหรับอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ

1. คำอธิบายคำศัพท์

เอพีไอ: อักษรย่อของ สถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน.
ต.ค.: อักษรย่อของ สินค้าท่อประเทศน้ำมันได้แก่ ท่อปลอกน้ำมัน, ท่อน้ำมัน, ท่อเจาะ, ปลอกเจาะ, ดอกสว่าน, ก้านดูด, ข้อต่อ Pup เป็นต้น
ท่อน้ำมัน: ท่อใช้ในบ่อน้ำมันเพื่อการสกัด การสกัดก๊าซ การฉีดน้ำ และการแตกกรด
ปลอก: ท่อที่ลดลงจากพื้นผิวดินลงไปในหลุมเจาะที่เจาะไว้เพื่อใช้เป็นท่อหุ้มเพื่อป้องกันผนังพังทลาย
ท่อเจาะ: ท่อที่ใช้สำหรับเจาะหลุมเจาะ
เส้นท่อ: ท่อที่ใช้ขนส่งน้ำมันหรือก๊าซ
ข้อต่อ: กระบอกสูบใช้เชื่อมต่อท่อเกลียวสองท่อกับเกลียวภายใน
วัสดุข้อต่อ: ท่อที่ใช้ในการผลิตข้อต่อ
เธรด API: เกลียวท่อที่กำหนดตามมาตรฐาน API 5B ได้แก่ เกลียวท่อกลมน้ำมัน เกลียวท่อกลมสั้น เกลียวท่อกลมยาว เกลียวท่อสี่เหลี่ยมคางหมูบางส่วน เกลียวท่อส่งน้ำมัน ฯลฯ
การเชื่อมต่อแบบพรีเมียม: เธรดที่ไม่ใช่ API ที่มีคุณสมบัติการปิดผนึก คุณสมบัติการเชื่อมต่อ และคุณสมบัติอื่นๆ ที่ไม่ซ้ำกัน
ความล้มเหลว: การเสียรูป การแตกหัก ความเสียหายของพื้นผิว และการสูญเสียการทำงานเดิมภายใต้เงื่อนไขการบริการเฉพาะ
รูปแบบหลักของความล้มเหลว: การบดอัด การลื่น การแตก การรั่วซึม การกัดกร่อน การยึดติด การสึกหรอ ฯลฯ

2. มาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับปิโตรเลียม

API Spec 5B ฉบับที่ 17 – ข้อกำหนดสำหรับการทำเกลียว การวัด และการตรวจสอบเกลียวของท่อ ท่อ และเกลียวท่อ
ข้อมูลจำเพาะ API 5L ฉบับที่ 46 – ข้อกำหนดสำหรับท่อเส้น
API Spec 5CT ฉบับที่ 11 – ข้อกำหนดสำหรับปลอกและท่อ
ข้อมูลจำเพาะ API 5DP ฉบับที่ 7 – ข้อกำหนดสำหรับท่อเจาะ
ข้อมูลจำเพาะ API 7-1 ฉบับที่ 2 – ข้อกำหนดสำหรับองค์ประกอบต้นกำเนิดสว่านโรตารี
ข้อมูลจำเพาะ API 7-2 ฉบับที่ 2 – ข้อกำหนดสำหรับการทำเกลียวและการวัดการเชื่อมต่อเกลียวแบบมีไหล่แบบหมุน
ข้อมูลจำเพาะ API 11B ฉบับที่ 24 – ข้อกำหนดสำหรับแท่งดูด, แท่งและไลเนอร์ขัดเงา, ข้อต่อ, บาร์จม, ที่หนีบแท่งขัดเงา, กล่องบรรจุและประเดิมปั๊ม
ISO 3183:2019 – อุตสาหกรรมปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ — ท่อเหล็กสำหรับระบบขนส่งทางท่อ
ใบรับรองมาตรฐาน ISO 11960:2020 – อุตสาหกรรมปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ – ท่อเหล็กสำหรับใช้เป็นท่อหรือท่อสำหรับบ่อ
NACE MR0175 / ISO 15156:2020 – อุตสาหกรรมปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ — วัสดุสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่มี H2S ในการผลิตน้ำมันและก๊าซ

ครั้งที่สอง ท่อน้ำมัน

1. การจำแนกประเภทของท่อน้ำมัน

ท่อส่งน้ำมันแบ่งออกเป็นท่อส่งน้ำมันแบบไม่ยกตัว (NU), ท่อส่งน้ำมันแบบยกตัวภายนอก (EU) และท่อส่งน้ำมันแบบต่อท่อ (IJ) ท่อส่งน้ำมันแบบ NU หมายถึง ปลายท่อมีความหนาปานกลาง บิดเกลียวโดยตรง และต่อข้อต่อ ท่อยกตัว หมายถึง ปลายท่อทั้งสองข้างยกตัวภายนอก จากนั้นจึงขันเกลียวและต่อเข้าด้วยกัน ท่อแบบต่อท่อรวม หมายถึง ปลายด้านหนึ่งของท่อยกตัวด้วยเกลียวภายนอก และอีกด้านยกตัวด้วยเกลียวภายในที่ต่อโดยตรงโดยไม่ต้องใช้ข้อต่อ

2. ฟังก์ชั่นของท่อน้ำมัน

1 การสกัดน้ำมันและก๊าซ: หลังจากเจาะและประสานบ่อน้ำมันและก๊าซแล้ว ท่อจะถูกวางไว้ในท่อน้ำมันเพื่อแยกน้ำมันและก๊าซลงสู่พื้นดิน
2. การฉีดน้ำ: เมื่อแรงดันในหลุมเจาะไม่เพียงพอ ให้ฉีดน้ำเข้าไปในบ่อผ่านท่อ
③ การฉีดไอน้ำ: ในการกู้คืนน้ำมันหนาด้วยความร้อน ไอจะถูกป้อนเข้าไปในหลุมที่มีท่อน้ำมันที่หุ้มฉนวน
④ การเกิดกรดและการแตกหัก: ในขั้นตอนปลายของการขุดเจาะบ่อน้ำมันหรือเพื่อปรับปรุงการผลิตน้ำมันและก๊าซ จำเป็นต้องป้อนตัวกลางการเกิดกรดและการแตกหักหรือวัสดุบ่มลงในชั้นน้ำมันและก๊าซ จากนั้นตัวกลางและวัสดุบ่มจะถูกขนส่งผ่านท่อน้ำมัน

3. ท่อเหล็กเกรดเหล็ก

เกรดเหล็กของท่อน้ำมันคือ H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110
N80 แบ่งออกเป็น N80-1 และ N80Q โดยทั้งสองมีสมบัติการดึงเหมือนกัน ความแตกต่างสองประการคือสถานะการส่งมอบและความแตกต่างของประสิทธิภาพในการรับแรงกระแทก โดยการส่งมอบ N80-1 โดยสถานะปกติหรือเมื่ออุณหภูมิการรีดขั้นสุดท้ายมากกว่าอุณหภูมิวิกฤต Ar3 และการลดแรงดึงหลังจากการระบายความร้อนด้วยอากาศ และสามารถใช้เพื่อค้นหาการรีดร้อนแทนการปกติ ไม่จำเป็นต้องทดสอบแรงกระแทกและไม่ทำลายล้าง N80Q ต้องผ่านการอบชุบ (ชุบแข็งและอบชุบ) การอบด้วยความร้อน ฟังก์ชันการกระแทกควรเป็นไปตามบทบัญญัติของ API 5CT และควรทดสอบแบบไม่ทำลายล้าง
L80 แบ่งออกเป็น L80-1, L80-9Cr และ L80-13Cr คุณสมบัติทางกลและสถานะการจัดส่งเหมือนกัน ความแตกต่างในการใช้งาน ความยากในการผลิต และราคา: L80-1 เป็นท่อประเภททั่วไป ส่วน L80-9Cr และ L80-13Cr เป็นท่อที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูง มีความยากในการผลิต และมีราคาแพง มักใช้ในบ่อน้ำที่มีการกัดกร่อนสูง
C90 และ T95 แบ่งออกเป็น 1 และ 2 ประเภท คือ C90-1, C90-2 และ T95-1, T95-2.

4. ท่อน้ำมันเกรดเหล็กที่ใช้กันทั่วไป ชื่อเหล็ก และสถานะการจัดส่ง

J55 (37Mn5) ท่อน้ำมัน NU: รีดร้อนแทนการทำให้เป็นมาตรฐาน
J55 (37Mn5) ท่อน้ำมันของ EU: ความยาวเต็มทำให้เป็นมาตรฐานหลังจากอารมณ์เสีย
ท่อน้ำมัน N80-1 (36Mn2V) NU: รีดร้อนแทนการทำให้เป็นมาตรฐาน
N80-1 (36Mn2V) ท่อน้ำมัน EU: ความยาวเต็มทำให้เป็นมาตรฐานหลังจากการปั่นป่วน
ท่อน้ำมัน N80-Q (30Mn5): 30Mn5, การแบ่งเบาบรรเทาแบบเต็มความยาว
L80-1 (30Mn5) ท่อน้ำมัน: 30Mn5, การแบ่งเบาบรรเทาแบบเต็มความยาว
P110 (25CrMnMo) ท่อน้ำมัน: 25CrMnMo, การแบ่งเบาบรรเทาเต็มความยาว
J55 (37Mn5) ข้อต่อ: เหล็กแผ่นรีดร้อนออนไลน์ทำให้เป็นมาตรฐาน
ข้อต่อ N80 (28MnTiB): การแบ่งเบาบรรเทาแบบเต็มความยาว
ข้อต่อ L80-1 (28MnTiB): นิรภัยเต็มความยาว
ข้อต่อ P110 (25CrMnMo): การแบ่งเบาบรรเทาแบบเต็มความยาว

สาม. ท่อปลอก

1. การจำแนกประเภทและบทบาทของปลอก

ตัวเรือนเป็นท่อเหล็กที่รองรับผนังบ่อน้ำมันและก๊าซ แต่ละหลุมใช้เคสหลายชั้นตามความลึกของการเจาะและสภาพทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกัน ปูนซิเมนต์ใช้ในการประสานท่อหลังจากหย่อนลงไปในบ่อ และไม่เหมือนกับท่อน้ำมันและท่อเจาะตรงที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้และเป็นของวัสดุสิ้นเปลืองแบบใช้แล้วทิ้ง ดังนั้นการใช้ท่อมีสัดส่วนมากกว่าร้อยละ 70 ของท่อบ่อน้ำมันทั้งหมด ปลอกสามารถแบ่งออกเป็นปลอกตัวนำ ปลอกกลาง ปลอกการผลิต และปลอกซับตามการใช้งาน และโครงสร้างในบ่อน้ำมันแสดงในรูปที่ 1

1. ปลอกตัวนำ: โดยทั่วไปแล้ว เมื่อใช้เกรด API K55, J55 หรือ H40 เคสตัวนำจะทำให้หลุมผลิตมีความเสถียร และแยกชั้นหินอุ้มน้ำตื้นๆ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางโดยทั่วไปประมาณ 20 นิ้วหรือ 16 นิ้ว

②ปลอกระดับกลาง: เคสระดับกลางซึ่งมักทำจากเกรด API K55, N80, L80 หรือ P110 ใช้เพื่อแยกการก่อตัวที่ไม่เสถียรและโซนแรงดันที่แตกต่างกัน โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางทั่วไป 13 3/8 นิ้ว, 11 3/4 นิ้ว หรือ 9 5/8 นิ้ว .

3. ปลอกการผลิต: โครงสร้างผลิตจากเหล็กเกรดสูง เช่น เกรด API J55, N80, L80, P110 หรือ Q125 เคสการผลิตได้รับการออกแบบมาให้ทนต่อแรงกดดันในการผลิต โดยทั่วไปจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 9 5/8 นิ้ว 7 นิ้ว หรือ 5 1/2 นิ้ว

④ปลอกไลเนอร์: แผ่นบุจะขยายรูเจาะเข้าไปในแหล่งเก็บน้ำมันโดยใช้วัสดุ เช่น เกรด API L80, N80 หรือ P110 โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางทั่วไปที่ 7 นิ้ว 5 นิ้ว หรือ 4 1/2 นิ้ว

⑤ท่อ: ท่อขนส่งไฮโดรคาร์บอนสู่พื้นผิวโดยใช้เกรด API J55, L80 หรือ P110 และมีจำหน่ายในเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 1/2 นิ้ว, 3 1/2 นิ้ว หรือ 2 7/8 นิ้ว

IV. ท่อเจาะ

1. การจำแนกประเภทและหน้าที่ของท่อสำหรับเครื่องมือเจาะ

ท่อเจาะสี่เหลี่ยม ท่อเจาะ ท่อเจาะที่มีน้ำหนัก และปลอกเจาะในเครื่องมือเจาะประกอบกันเป็นท่อเจาะ ท่อเจาะเป็นเครื่องมือเจาะแกนที่ขับเคลื่อนหัวเจาะจากพื้นดินไปยังก้นหลุม และยังเป็นช่องทางจากพื้นดินไปยังก้นหลุมอีกด้วย ท่อเจาะมีบทบาทนำสามประการ:

1 เพื่อส่งแรงบิดเพื่อขับเคลื่อนสว่านเพื่อเจาะ

② การอาศัยน้ำหนักของมันไปที่ดอกสว่านเพื่อทำลายแรงดันของหินที่ก้นบ่อน้ำ

3 เพื่อขนส่งน้ำยาล้าง นั่นคือ การเจาะโคลนผ่านพื้นดินผ่านปั๊มโคลนแรงดันสูง เจาะคอลัมน์เข้าไปในรูเจาะที่ไหลลงด้านล่างของบ่อเพื่อล้างเศษหินและทำให้สว่านเย็นลง และขนเศษหิน ผ่านพื้นผิวด้านนอกของคอลัมน์และผนังของบ่อน้ำระหว่างวงแหวนเพื่อกลับสู่พื้นเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการขุดเจาะบ่อน้ำ

ท่อเจาะใช้ในกระบวนการเจาะเพื่อทนต่อแรงสลับซับซ้อนต่างๆ เช่น แรงดึง แรงอัด แรงบิด แรงดัด และแรงเครียดอื่นๆ นอกจากนี้ พื้นผิวด้านในยังต้องสัมผัสกับโคลนที่มีแรงดันสูงและการกัดกร่อนอีกด้วย
(1) ท่อเจาะสี่เหลี่ยม: ท่อเจาะสี่เหลี่ยมมี 2 ประเภท ได้แก่ สี่เหลี่ยมและหกเหลี่ยม ในท่อเจาะน้ำมันปิโตรเลียมของจีน คอลัมน์เจาะแต่ละชุดมักใช้ท่อเจาะประเภทสี่เหลี่ยม โดยมีข้อกำหนดคือ 63.5 มม. (2-1/2 นิ้ว), 88.9 มม. (3-1/2 นิ้ว), 107.95 มม. (4-1/4 นิ้ว), 133.35 มม. (5-1/4 นิ้ว), 152.4 มม. (6 นิ้ว) เป็นต้น ความยาวที่ใช้โดยทั่วไปคือ 1,214.5 ม.
(2) ท่อเจาะ: ท่อเจาะเป็นเครื่องมือหลักในการเจาะบ่อน้ำ โดยเชื่อมต่อกับปลายด้านล่างของท่อเจาะทรงสี่เหลี่ยม และเมื่อบ่อน้ำเจาะลึกมากขึ้น ท่อเจาะก็จะขยายความยาวของเสาเจาะทีละอัน ข้อมูลจำเพาะของท่อเจาะ ได้แก่ 60.3 มม. (2-3/8 นิ้ว) 73.03 มม. (2-7/8 นิ้ว) 88.9 มม. (3-1/2 นิ้ว) 114.3 มม. (4-1/2 นิ้ว) 127 มม. (5 นิ้ว) 139.7 มม. (5-1/2 นิ้ว) เป็นต้น
(3) ท่อเจาะสำหรับงานหนัก: ท่อเจาะถ่วงน้ำหนักเป็นเครื่องมือเปลี่ยนผ่านที่เชื่อมต่อท่อเจาะและปลอกเจาะ ซึ่งสามารถปรับปรุงสภาพแรงของท่อเจาะ และเพิ่มแรงดันบนดอกสว่าน ข้อมูลจำเพาะหลักของท่อเจาะถ่วงน้ำหนักคือ 88.9 มม. (3-1/2 นิ้ว) และ 127 มม. (5 นิ้ว)
(4) ปลอกเจาะ: ปลอกสว่านเชื่อมต่อกับส่วนล่างของท่อสว่าน ซึ่งเป็นท่อที่มีผนังหนาพิเศษที่มีความแข็งแกร่งสูง ท่อนี้จะสร้างแรงกดบนดอกสว่านเพื่อทำลายหิน และทำหน้าที่เป็นแนวทางในการเจาะหลุมตรง ข้อกำหนดทั่วไปของปลอกสว่านคือ 158.75 มม. (6-1/4 นิ้ว), 177.85 มม. (7 นิ้ว), 203.2 มม. (8 นิ้ว), 228.6 มม. (9 นิ้ว) เป็นต้น

ท่อวีไลน์

1. การจำแนกประเภทของท่อเส้น

ท่อส่งน้ำมันและก๊าซใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซเพื่อส่งน้ำมัน น้ำมันกลั่น ก๊าซธรรมชาติ และท่อส่งน้ำโดยใช้ตัวย่อว่าท่อเหล็ก ท่อส่งน้ำมันและก๊าซแบ่งออกเป็นท่อหลัก ท่อสาขา และท่อเครือข่ายท่อส่งในเมือง ท่อส่งหลักสามประเภทมีข้อกำหนดทั่วไปคือ ∅406 ~ 1219 มม. ความหนาของผนัง 10 ~ 25 มม. เกรดเหล็ก X42 ~ X80 ท่อสาขาและท่อเครือข่ายท่อส่งในเมืองมักมีข้อกำหนดสำหรับ ∅114 ~ 700 มม. ความหนาของผนัง 6 ~ 20 มม. เกรดเหล็กสำหรับ X42 ~ X80 เกรดเหล็กคือ X42～X80 ท่อส่งน้ำมันมีแบบเชื่อมและแบบไร้รอยต่อ ท่อส่งน้ำมันแบบเชื่อมใช้มากกว่าท่อส่งน้ำมันแบบไร้รอยต่อ

2. มาตรฐานของไลน์ท่อ

API Spec 5L – ข้อกำหนดสำหรับ Line Pipe
ISO 3183 - อุตสาหกรรมปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ - ท่อเหล็กสำหรับระบบขนส่งทางท่อ

3. PSL1 และ PSL2

PSL คือคำย่อของ ระดับคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ระดับข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ท่อแบ่งออกเป็น PSL 1 และ PSL 2 และระดับคุณภาพแบ่งออกเป็น PSL 1 และ PSL 2 โดย PSL 2 สูงกว่า PSL 1 ระดับข้อมูลจำเพาะทั้งสองระดับไม่เพียงแต่มีข้อกำหนดการทดสอบที่แตกต่างกัน แต่ข้อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกลก็แตกต่างกันด้วย ดังนั้น ตามลำดับ API 5L เงื่อนไขของสัญญา นอกเหนือจากการระบุข้อมูลจำเพาะ เกรดเหล็ก และตัวบ่งชี้ทั่วไปอื่นๆ แล้ว ยังต้องระบุระดับข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ด้วย นั่นคือ PSL 1 หรือ PSL 2 โดย PSL 2 ในองค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติแรงดึง กำลังแรงกระแทก การทดสอบแบบไม่ทำลาย และตัวบ่งชี้อื่นๆ จะเข้มงวดกว่า PSL 1

4. เกรดเหล็กท่อเส้น องค์ประกอบทางเคมี และคุณสมบัติทางกล

เกรดเหล็กท่ออ่อนตั้งแต่ต่ำไปจนถึงสูงแบ่งออกเป็น A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 และ X80 สำหรับองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติเชิงกลโดยละเอียด โปรดดูที่หนังสือ API 5L Specification ฉบับที่ 46

5. ข้อกำหนดการทดสอบอุทกสถิตของท่อเส้นและข้อกำหนดการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย

ท่อสายควรทำการทดสอบระบบไฮดรอลิกแบบแยกสาขา และมาตรฐานไม่อนุญาตให้สร้างแรงดันไฮดรอลิกแบบไม่ทำลายล้าง ซึ่งถือเป็นความแตกต่างอย่างมากระหว่างมาตรฐาน API และมาตรฐานของเรา PSL 1 ไม่ต้องการการทดสอบแบบไม่ทำลายล้าง ส่วน PSL 2 ควรทำการทดสอบแบบไม่ทำลายล้างแบบแยกสาขา

วี. การเชื่อมต่อระดับพรีเมียม

1. การแนะนำการเชื่อมต่อแบบพรีเมียม

การเชื่อมต่อแบบพรีเมี่ยมเป็นเกลียวท่อที่มีโครงสร้างเฉพาะที่แตกต่างจากเกลียว API แม้ว่าปลอกท่อน้ำมันแบบเกลียว API ที่มีอยู่จะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสำรวจแหล่งน้ำมัน แต่ข้อบกพร่องของปลอกท่อก็แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในสภาพแวดล้อมเฉพาะของแหล่งน้ำมันบางแห่ง: คอลัมน์ท่อเกลียวกลม API แม้ว่าประสิทธิภาพการปิดผนึกจะดีกว่า แต่แรงดึงที่ส่วนเกลียวรับได้นั้นเทียบเท่ากับความแข็งแรงของตัวท่อ 60% ถึง 80% เท่านั้น ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้ในการสำรวจหลุมลึกได้ คอลัมน์ท่อเกลียวสี่เหลี่ยมคางหมูแบบมีอคติ API แม้ว่าประสิทธิภาพการดึงจะสูงกว่าการเชื่อมต่อเกลียวกลม API มาก แต่ประสิทธิภาพการปิดผนึกไม่ดีนัก แม้ว่าประสิทธิภาพการดึงของคอลัมน์จะสูงกว่าการเชื่อมต่อเกลียวกลม API มาก แต่ประสิทธิภาพการปิดผนึกไม่ดีนัก จึงไม่สามารถใช้ในการสำรวจหลุมก๊าซแรงดันสูงได้ นอกจากนี้ จารบีเกลียวจะทำหน้าที่ได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 95℃ เท่านั้น จึงไม่สามารถนำไปใช้ในการขุดเจาะบ่อน้ำที่มีอุณหภูมิสูงได้

เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อเธรดแบบกลม API และเธรดสี่เหลี่ยมคางหมูบางส่วน การเชื่อมต่อแบบพรีเมียมมีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านต่อไปนี้:

(1) การปิดผนึกที่ดี ด้วยความยืดหยุ่นและการออกแบบโครงสร้างการปิดผนึกด้วยโลหะ ทำให้การปิดผนึกก๊าซข้อต่อมีความทนทานต่อการเข้าถึงขีดจำกัดของตัวท่อภายในความดันผลผลิต

(2) ความแข็งแรงสูงของการเชื่อมต่อ โดยเชื่อมต่อด้วยการเชื่อมต่อหัวเข็มขัดพิเศษของท่อน้ำมัน ความแข็งแรงของการเชื่อมต่อถึงหรือเกินความแข็งแรงของตัวท่อ เพื่อแก้ปัญหาการลื่นไถลโดยพื้นฐาน

(3) โดยการเลือกวัสดุและการปรับปรุงกระบวนการรักษาพื้นผิว แก้ไขปัญหาของหัวเข็มขัดด้ายติดโดยทั่วไป

(4) ผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพของโครงสร้างเพื่อให้การกระจายความเค้นร่วมมีความสมเหตุสมผลและเอื้อต่อความต้านทานต่อการกัดกร่อนของความเค้นมากขึ้น

(5) ผ่านโครงสร้างไหล่ที่มีการออกแบบที่สมเหตุสมผล ทำให้การใช้งานหัวเข็มขัดสามารถเข้าถึงได้มากขึ้น

อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซมีข้อต่อพรีเมียมที่จดสิทธิบัตรมากกว่า 100 แบบ ซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในเทคโนโลยีท่อ การออกแบบเกลียวแบบพิเศษเหล่านี้ให้ความสามารถในการปิดผนึกที่เหนือกว่า ความแข็งแรงของข้อต่อที่เพิ่มขึ้น และทนทานต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อมได้ดีขึ้น นวัตกรรมเหล่านี้ช่วยแก้ปัญหาต่างๆ เช่น แรงดันสูง สภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน และอุณหภูมิที่รุนแรง ทำให้มั่นใจได้ว่ามีความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการดำเนินการที่ปลอดภัยต่อน้ำมันทั่วโลก การวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องในข้อต่อพรีเมียมเน้นย้ำถึงบทบาทสำคัญในการสนับสนุนแนวทางการขุดเจาะที่ปลอดภัยและมีประสิทธิผลมากขึ้น ซึ่งสะท้อนถึงความมุ่งมั่นอย่างต่อเนื่องเพื่อความเป็นเลิศทางเทคโนโลยีในภาคพลังงาน

การเชื่อมต่อVAM®: การเชื่อมต่อ VAM® เป็นที่รู้จักในด้านประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย มาพร้อมเทคโนโลยีการปิดผนึกระหว่างโลหะกับโลหะขั้นสูงและความสามารถด้านแรงบิดสูง ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ในบ่อน้ำลึกและแหล่งกักเก็บแรงดันสูง

TenarisHydril Wedge Series: ซีรีส์นี้นำเสนอการเชื่อมต่อที่หลากหลาย เช่น Blue®, Dopeless® และ Wedge 521® ซึ่งขึ้นชื่อในเรื่องการปิดผนึกก๊าซอย่างดีเยี่ยมและความต้านทานต่อแรงอัดและแรงตึง ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยและประสิทธิภาพในการปฏิบัติงาน

ทีเอสเอช® บลู: ออกแบบโดย Tenaris การเชื่อมต่อ TSH® Blue ใช้การออกแบบบ่าคู่ที่เป็นเอกสิทธิ์และโปรไฟล์เกลียวประสิทธิภาพสูง ให้ความทนทานต่อความล้าที่ดีเยี่ยมและง่ายต่อการประกอบในงานเจาะที่สำคัญ

ให้การเชื่อมต่อ Prideco™ XT®: การเชื่อมต่อ XT® ที่ออกแบบโดย NOV ประกอบด้วยซีลโลหะต่อโลหะที่เป็นเอกลักษณ์และรูปแบบเกลียวที่แข็งแรง ช่วยให้มั่นใจถึงความจุแรงบิดที่เหนือกว่าและความต้านทานต่อการสึกกร่อน จึงยืดอายุการใช้งานของการเชื่อมต่อได้

การเชื่อมต่อการล่าสัตว์ Seal-Lock®: การเชื่อมต่อ Seal-Lock® โดย Hunting โดดเด่นด้วยการซีลโลหะต่อโลหะและโปรไฟล์เกลียวที่เป็นเอกลักษณ์ มีชื่อเสียงในด้านความต้านทานแรงดันที่เหนือกว่าและความน่าเชื่อถือในการขุดเจาะทั้งบนบกและนอกชายฝั่ง

บทสรุป

โดยสรุป เครือข่ายท่อเหล็กที่ซับซ้อนซึ่งมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซประกอบด้วยอุปกรณ์เฉพาะทางมากมายที่ออกแบบมาเพื่อทนต่อสภาพแวดล้อมที่เข้มงวดและความต้องการในการดำเนินงานที่ซับซ้อน ตั้งแต่ท่อหุ้มพื้นฐานที่รองรับและปกป้องผนังที่แข็งแรงไปจนถึงท่ออเนกประสงค์ที่ใช้ในกระบวนการสกัดและฉีด ท่อแต่ละประเภทมีจุดประสงค์ที่แตกต่างกันในการสำรวจ ผลิต และขนส่งไฮโดรคาร์บอน มาตรฐานเช่นข้อกำหนดของ API ช่วยให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอและคุณภาพทั่วทั้งท่อเหล่านี้ ในขณะที่นวัตกรรม เช่น การเชื่อมต่อระดับพรีเมียมช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในสภาวะที่ท้าทาย เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น ส่วนประกอบที่สำคัญเหล่านี้จะก้าวหน้าขึ้น ขับเคลื่อนประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือในการดำเนินการด้านพลังงานทั่วโลก การทำความเข้าใจท่อเหล่านี้และข้อกำหนดของท่อเน้นย้ำถึงบทบาทที่ขาดไม่ได้ของท่อเหล่านี้ในโครงสร้างพื้นฐานของภาคส่วนพลังงานสมัยใหม่