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