รายละเอียดเกี่ยวกับคุณลักษณะ การใช้งาน และการพัฒนาในอนาคตของท่อเหล็กไร้รอยต่อสำหรับโรงงานปิโตรเคมีและเคมี

ในอุตสาหกรรมเคมีและปิโตรเลียมสมัยใหม่ท่อเหล็กไร้รอยต่อในฐานะวัสดุพื้นฐานสำคัญ ทำหน้าที่สำคัญในการขนส่งสารที่ทนอุณหภูมิสูง แรงดันสูง และมีฤทธิ์กัดกร่อน ประสิทธิภาพของวัสดุเหล่านี้สัมพันธ์โดยตรงกับความปลอดภัยในการใช้งานและประสิทธิภาพการผลิตของอุปกรณ์

ประการแรก ลักษณะของวัสดุและข้อดีหลักของท่อเหล็กไร้รอยต่อ
ด้วยโครงสร้างที่ไร้รอยต่อและผสานรวม ท่อเหล็กไร้ตะเข็บจึงมีความสามารถในการรับแรงดันและประสิทธิภาพการปิดผนึกที่เหนือกว่าท่อเหล็กเชื่อมอย่างเห็นได้ชัด ยกตัวอย่างเช่น ท่อเหล็กไร้ตะเข็บสำหรับโรงงานสกัดปิโตรเลียมต้องทนต่ออุณหภูมิเกิน 450°C และการกัดกร่อนจากไฮโดรเจนซัลไฟด์ โดยทั่วไปแล้วท่อเหล็กไร้ตะเข็บมักทำจากเหล็กกล้าผสมโครเมียม-โมลิบดีนัม (เช่น 15CrMoG) หรือสเตนเลสออสเทนนิติก (เช่น 0Cr18Ni9) ท่อเหล่านี้ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน GB5310 “ท่อเหล็กไร้ตะเข็บสำหรับหม้อไอน้ำแรงดันสูง” และมีความแข็งแรงแรงดึงอย่างน้อย 415 MPa และความแข็งแรงครากอย่างน้อย 205 MPa

ประการที่สอง สถานการณ์การใช้งานทั่วไปและพารามิเตอร์ทางเทคนิคของท่อเหล็กไร้รอยต่อ
1. หน่วยกลั่น: สายส่งของหน่วยกลั่นบรรยากาศและสุญญากาศใช้ท่อไร้รอยต่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ตั้งแต่ 219 มม. ถึง 813 มม. โดยมีความดันใช้งานสูงสุด 4 เมกะปาสคาล เครื่องแยกไซโคลนแบบรีเจนเนอเรเตอร์ของหน่วยแยกตัวเร่งปฏิกิริยาจำเป็นต้องใช้ท่อสเตนเลสสตีลทนความร้อน 310S เพื่อให้สามารถทนต่อการกัดกร่อนของก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิ 900°C
2. หน่วยแตกตัวเอทิลีน: ข้อมูลบ่งชี้ว่าท่อส่วนพาความร้อนของเตาแตกตัวส่วนใหญ่ทำจากท่อหล่อแบบแรงเหวี่ยง HP40Nb ซึ่งมีปริมาณโครเมียม-นิกเกิล 25Cr-35Ni และมีความแข็งแรงในการแตกตัวจากการคืบคลานมากกว่า 30MPa ที่อุณหภูมิ 1000°C 3. เครื่องผลิตก๊าซเคมีถ่านหิน: ท่อลำเลียงตะกรันสำหรับหน่วยผลิตก๊าซถ่านหินบางยี่ห้อต้องการทั้งความทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน มักใช้ท่อคอมโพสิตไบเมทัลลิก โดยมีชั้นในเป็นเหล็กหล่อโครเมียมสูง (HRC ≥ 58) และชั้นนอกเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนที่รับแรงดัน

ที่สาม: การเปรียบเทียบระบบมาตรฐานในประเทศและต่างประเทศสำหรับท่อเหล็กไร้รอยต่อ
ท่อปิโตรเคมีในประเทศของฉันยึดตามมาตรฐานหลักๆ เช่น GB/T8163 (มาตรฐานการขนส่งของเหลว) และ GB9948 (มาตรฐานการแตกตัวของปิโตรเลียม) ซึ่งสอดคล้องกับ ASTM A335 (มาตรฐานอเมริกัน) และ EN10216 (มาตรฐานยุโรป) ยกตัวอย่างเช่น ท่อเหล็ก P91 พบว่าข้อกำหนดพลังงานกระแทกของ GB5310 และ ASME A335 แตกต่างกันอย่างมาก โดยมาตรฐานแห่งชาติกำหนดให้พลังงานกระแทกตามขวางมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับ 40 จูล (ที่อุณหภูมิ 20°C) ในขณะที่มาตรฐานอเมริกันกำหนดให้พลังงานกระแทกตามยาวมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับ 54 จูล

ประการที่สี่: จุดควบคุมคุณภาพหลักสำหรับท่อเหล็กไร้รอยต่อ
1. กระบวนการผลิต: ท่อเหล็กรีดร้อนจะต้องรักษาอุณหภูมิการรีดขั้นสุดท้ายไว้ที่ 50°C เหนือ Ar3 เพื่อหลีกเลี่ยงการรัด ท่อดึงเย็นต้องผ่านการอบอ่อนระดับกลางเพื่อขจัดการแข็งตัวจากการทำงาน
2. เทคโนโลยีการตรวจสอบ: นอกเหนือจากการทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงแบบเดิมแล้ว ควรตรวจสอบท่อเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่และมีผนังหนาเพื่อหาข้อบกพร่องจากการหลุดลอกโดยใช้ TOFD (Time-of-Flight Diffraction) ท่อเหล็กที่ใช้งานอุณหภูมิสูงควรผ่านการทดสอบการกัดกร่อนระหว่างเกรน (เช่น วิธี GB/T4334E)
3. การติดตั้ง ณ สถานที่: แรงดันในการทดสอบระบบไฮดรอลิกควรอยู่ที่ 1.5 เท่าของแรงดันที่ออกแบบไว้ โดยมีระยะเวลาการคงตัวอย่างน้อย 10 นาที โครงการปิโตรเคมีแสดงให้เห็นว่าปริมาณคลอไรด์ไอออนที่มากเกินไป (>25 ppm) ในน้ำทดสอบทำให้เกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนความเค้นในท่อเหล็กออสเทนนิติก

ประการที่ห้า นวัตกรรมเทคโนโลยีและแนวโน้มการพัฒนาท่อเหล็กไร้รอยต่อ
1. การอัพเกรดวัสดุ: สถาบันวิศวกรรมกำลังส่งเสริมสเตนเลสสตีลเนื้อละเอียด TP347HFG ซึ่งให้ความทนทานสูงกว่า TP347 ทั่วไปถึง 20% และเหมาะสำหรับสภาวะการทำงานวิกฤตพิเศษที่อุณหภูมิ 700°C
2. เทคโนโลยีคอมโพสิต: ท่อคอมโพสิตไทเทเนียม/เหล็กที่ผลิตโดยใช้วัสดุคอมโพสิตระเบิดและการรีดร้อน มีต้นทุนต่ำกว่าท่อไทเทเนียมบริสุทธิ์ถึง 60% และประสบความสำเร็จในการนำไปใช้ในโรงงานกรดอะซิติก 3. ระบบตรวจสอบอัจฉริยะ: ระบบตรวจสอบการกัดกร่อนแบบออนไลน์ที่ใช้เซ็นเซอร์ไฟเบอร์ออปติก สามารถแจ้งเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงความหนาของผนังด้วยความแม่นยำ 0.1 มม. การใช้งานที่โรงกลั่นแห่งหนึ่งช่วยยืดระยะเวลาการบำรุงรักษาจากสามปีเป็นห้าปี
ด้วยความก้าวหน้าของเป้าหมาย “คาร์บอนคู่” ท่อเหล็กสำหรับโรงงานไฮโดรเจนสีเขียวจึงต้องเผชิญกับความท้าทายใหม่ งานวิจัยที่มีอยู่ชี้ให้เห็นว่าท่อส่งที่เกี่ยวข้องกับไฮโดรเจนจำเป็นต้องพัฒนาเหล็กกล้าเสริมความแข็งแรงด้วยการกระจายตัวของออกไซด์ (ODS) แบบใหม่ ซึ่งสามารถลดการซึมผ่านของไฮโดรเจนได้มากถึงสองเท่าเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าแบบดั้งเดิม ขณะเดียวกัน เทคโนโลยีฝาแฝดดิจิทัลก็ได้รับการส่งเสริมและนำไปใช้ตลอดวงจรชีวิตของท่อส่ง โดยใช้การสร้างแบบจำลอง 3 มิติ เทคโนโลยีนี้ให้การคาดการณ์อายุการใช้งานที่เหลืออยู่แบบเรียลไทม์ และข้อมูลสนับสนุนสำหรับการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน

บทสรุป
วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีของท่อเหล็กไร้รอยต่อสำหรับงานปิโตรเคมีสอดคล้องกับความต้องการของอุตสาหกรรมมาโดยตลอด ตั้งแต่การควบคุมโครงสร้างจุลภาคในศาสตร์วัสดุศาสตร์ ไปจนถึงการเพิ่มประสิทธิภาพระดับมหภาคในงานวิศวกรรม ทุกรายละเอียดล้วนสะท้อนภูมิปัญญาของการผลิตสมัยใหม่ ด้วยความก้าวหน้าในกระบวนการผลิตเชิงลึกและการแทรกซึมของเทคโนโลยีอัจฉริยะ วงการอุตสาหกรรมดั้งเดิมนี้จะได้รับการฟื้นฟู เพื่อปกป้องการดำเนินงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพของอุตสาหกรรมพลังงานและเคมีอย่างต่อเนื่อง