Trong các ngành công nghiệp hóa chất và dầu khí hiện đại,ống thép liền mạchLà một vật liệu nền tảng quan trọng, chúng đảm nhận nhiệm vụ then chốt là vận chuyển các môi chất có nhiệt độ, áp suất cao và ăn mòn. Hiệu suất của chúng liên quan trực tiếp đến hoạt động an toàn và hiệu quả sản xuất của thiết bị.
Đầu tiên, các đặc tính vật liệu và ưu điểm cốt lõi của ống thép liền mạch.
Nhờ cấu trúc liền mạch, tích hợp, ống thép liền mạch vượt trội hơn hẳn ống thép hàn về khả năng chịu áp lực và hiệu suất làm kín. Ví dụ, ống thép liền mạch dùng trong các nhà máy cracking dầu mỏ phải chịu được nhiệt độ trên 450°C và ăn mòn do hydro sunfua. Chúng thường được làm từ thép hợp kim Cr-Mo (như 15CrMoG) hoặc thép không gỉ austenit (như 0Cr18Ni9). Các ống này phải đáp ứng tiêu chuẩn GB5310 “Ống thép liền mạch dùng cho nồi hơi áp suất cao” và có độ bền kéo ít nhất 415 MPa và độ bền chảy ít nhất 205 MPa.
Thứ hai, các kịch bản ứng dụng điển hình và thông số kỹ thuật của ống thép liền mạch.
1. Các đơn vị tinh chế: Đường ống dẫn của đơn vị chưng cất khí quyển và chân không sử dụng các ống liền mạch đường kính lớn từ 219mm đến 813mm, với áp suất hoạt động lên đến 4MPa. Các bộ tách lốc xoáy tái sinh của đơn vị cracking xúc tác yêu cầu các ống thép không gỉ chịu nhiệt 310S để chịu được sự ăn mòn khí thải ở 900°C.
2. Các tổ máy cracking ethylene: Dữ liệu cho thấy các ống dẫn nhiệt của lò cracking chủ yếu được làm bằng ống đúc ly tâm HP40Nb, có hàm lượng crom-niken từ 25Cr-35Ni và độ bền đứt do rão vượt quá 30MPa ở 1000°C. 3. Lò khí hóa than: Các ống dẫn xỉ cho một số loại lò khí hóa than nhất định cần cả khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn. Ống composite lưỡng kim thường được sử dụng, với lớp bên trong bằng gang crom cao (HRC ≥ 58) và lớp bên ngoài bằng thép cacbon chịu áp lực.
Thứ ba: So sánh các hệ thống tiêu chuẩn trong nước và quốc tế về ống thép liền mạch.
Các loại ống dẫn hóa dầu của nước tôi chủ yếu tuân thủ các tiêu chuẩn như GB/T8163 (vận chuyển chất lỏng) và GB9948 (phân hủy dầu mỏ), phù hợp với ASTM A335 (Tiêu chuẩn Mỹ) và EN10216 (Tiêu chuẩn châu Âu). Lấy ống thép P91 làm ví dụ, yêu cầu về năng lượng va đập của GB5310 và ASME A335 khác nhau đáng kể: tiêu chuẩn quốc gia yêu cầu năng lượng va đập ngang ≥ 40 J (ở 20°C), trong khi tiêu chuẩn Mỹ yêu cầu năng lượng va đập dọc ≥ 54 J.
Thứ tư: Các điểm kiểm soát chất lượng quan trọng đối với ống thép liền mạch
1. Quy trình sản xuất: Ống thép cán nóng phải duy trì nhiệt độ cán cuối cùng cao hơn 50°C so với Ar3 để tránh hiện tượng sọc; ống kéo nguội cần ủ trung gian để loại bỏ hiện tượng cứng hóa do gia công.
2. Công nghệ kiểm tra: Ngoài phương pháp kiểm tra siêu âm thông thường, các ống thép đường kính lớn, thành dày cần được kiểm tra các khuyết tật tách lớp bằng phương pháp TOFD (Time-of-Flight Diffraction). Các ống thép chịu nhiệt độ cao cần được kiểm tra ăn mòn giữa các hạt (ví dụ: phương pháp GB/T4334E).
3. Lắp đặt tại công trường: Áp suất thử thủy lực phải gấp 1,5 lần áp suất thiết kế, với thời gian giữ tối thiểu 10 phút. Một dự án hóa dầu đã chứng minh rằng hàm lượng ion clorua quá cao (>25 ppm) trong nước thử nghiệm gây ra hiện tượng nứt ăn mòn do ứng suất trong các ống thép austenit.
Thứ năm, Xu hướng đổi mới và phát triển công nghệ trong ống thép liền mạch.
1. Nâng cấp vật liệu: Một viện kỹ thuật đang quảng bá thép không gỉ hạt mịn TP347HFG, có độ bền kéo cao hơn 20% so với TP347 thông thường và phù hợp với điều kiện hoạt động siêu tới hạn ở 700°C.
2. Công nghệ vật liệu composite: Ống composite titan/thép được sản xuất bằng phương pháp kết hợp nổ và cán nóng có giá thành thấp hơn 60% so với ống titan nguyên chất và đã được sử dụng thành công trong các nhà máy sản xuất axit axetic. 3. Giám sát thông minh: Hệ thống giám sát ăn mòn trực tuyến dựa trên cảm biến sợi quang có thể đưa ra cảnh báo sớm về sự thay đổi độ dày thành ống với độ chính xác 0,1mm. Ứng dụng tại một nhà máy lọc dầu đã giúp kéo dài chu kỳ bảo trì từ ba năm lên năm năm.
Với sự tiến bộ của các mục tiêu “carbon kép”, ống thép dùng cho các nhà máy hydro xanh đang đối mặt với những thách thức mới. Nghiên cứu hiện tại chỉ ra rằng các đường ống liên quan đến hydro cần phát triển các loại thép tăng cường phân tán oxit (ODS) mới, có thể giảm độ thấm hydro xuống hai bậc so với thép truyền thống. Đồng thời, công nghệ mô hình song sinh kỹ thuật số đang được thúc đẩy và ứng dụng trong toàn bộ vòng đời của đường ống. Sử dụng mô hình 3D, nó cung cấp dự đoán thời gian thực về tuổi thọ còn lại và hỗ trợ dữ liệu cho bảo trì phòng ngừa.
Phần kết luận
Sự phát triển công nghệ của ống thép liền mạch dùng trong ngành hóa dầu luôn đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp. Từ việc kiểm soát cấu trúc vi mô trong khoa học vật liệu đến tối ưu hóa hiệu suất vĩ mô trong các ứng dụng kỹ thuật, từng chi tiết đều thể hiện trí tuệ của ngành sản xuất hiện đại. Với những đột phá trong công nghệ gia công sâu và sự thâm nhập của các công nghệ thông minh, lĩnh vực truyền thống này sẽ được hồi sinh, tiếp tục đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của ngành năng lượng và hóa chất.
Thời gian đăng bài: 05/08/2025