Cơ sở sản xuất hóa dầu là cơ sở công nghiệp toàn diện sử dụng dầu mỏ và khí tự nhiên làm nguyên liệu thô để sản xuất nguyên liệu thô hóa học cơ bản như ethylene, propylene, benzen và p{0}}xylene cũng như các sản phẩm polyme như nhựa tổng hợp, cao su tổng hợp và sợi tổng hợp thông qua một loạt các phản ứng hóa học phức tạp như crackinh, Reforming, polyme hóa và alkyl hóa. Các quy trình này thường liên quan đến nhiệt độ cao, áp suất cao, tiếp xúc với hydro và môi trường ăn mòn mạnh, đặt ra những yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt đối với vật liệu của thiết bị sản xuất.
Ưu điểm & tính năng chính
Khả năng chịu nhiệt độ cao và áp suất cao tuyệt vời.
Các thiết bị phản ứng lõi hóa dầu, chẳng hạn như ống phân đoạn bức xạ và ống dẫn hơi{{0} nhiệt độ cao của lò Cracking ethylene, đã hoạt động ở nhiệt độ cao trên 800 độ trong một thời gian dài. Việc chọn thép hợp kim đặc biệt có độ bền nhiệt độ-cao, khả năng chống rão và chống oxy hóa tuyệt vời, chẳng hạn như thép hợp kim chịu nhiệt cải tiến dòng HP (25Cr-35Ni) là chìa khóa để đảm bảo nhà máy hoạt động an toàn và ổn định lâu dài dưới tải nhiệt cực cao.
Giải pháp chống ăn mòn-đa dạng
Có nhiều loại môi trường trong quy trình sản xuất hóa dầu, và môi trường ăn mòn rất phức tạp và dễ thay đổi, bao gồm nhưng không giới hạn ở ăn mòn lưu huỳnh ở nhiệt độ cao, ăn mòn axit naphthenic, ăn mòn hydro, nứt ăn mòn ứng suất clorua và ăn mòn axit polythionic. Thép cung cấp một dòng hoàn chỉnh từ thép cacbon, thép hợp kim thấp, thép không gỉ (austenite, ferrite, duplex), hợp kim gốc niken{1}} đến hợp kim đặc biệt thông qua hợp kim hóa, có thể được điều chỉnh theo môi trường ăn mòn cụ thể để đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa an toàn và tiết kiệm.
Khả năng sản xuất và sửa chữa tuyệt vời
Các nhà máy hóa dầu chủ yếu là các thiết bị quy mô lớn{0}}được tùy chỉnh theo từng bộ phận hoặc từng mẻ nhỏ. Độ dẻo tốt, khả năng hàn và công nghệ xử lý nhiệt hoàn thiện của thép làm cho các kết cấu phức tạp như lò nứt và tháp lớn được chế tạo thành công. Trong quá trình vận hành-dài hạn và bảo trì thiết bị thường xuyên, khả năng sửa chữa của các thành phần thép (như hàn bề mặt, hàn sửa chữa và thay thế cục bộ) vượt trội hơn nhiều so với nhiều vật liệu khác, giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ sử dụng chung của thiết bị.
Thiết kế và hệ thống tiêu chuẩn trưởng thành và đáng tin cậy
Ngành hóa dầu có các tiêu chuẩn vật liệu hoàn thiện (như ASME, ASTM, NACE, v.v.) và các thông số kỹ thuật thiết kế được chấp nhận rộng rãi. Dữ liệu hiệu suất (tính chất cơ học, dữ liệu ăn mòn và chất lượng quy trình hàn) của mỗi loại thép được hỗ trợ bởi cơ sở dữ liệu chi tiết, cung cấp nền tảng vững chắc và đáng tin cậy cho thiết kế kỹ thuật, đánh giá an toàn, quản lý và kiểm soát rủi ro, đồng thời đảm bảo tiêu chuẩn hóa và an toàn trong xây dựng và vận hành nhà máy hóa dầu trên toàn thế giới.
Đặc trưng Ứng dụng
Ống lò nứt ethylene: Các ống thép hợp kim chịu nhiệt-đúc ly tâm như 25Cr-35Ni-Nb(HP40Nb) được sử dụng rộng rãi để chịu được nhiệt độ thành cao tới 1150 C.
Tháp hấp phụ của nhà máy p{0}}xylene (PX): Tấm thép composite không gỉ (SA516 Gr.70+ 304L) thường được sử dụng trong thân tháp để chống lại sự ăn mòn của môi trường thơm.
Lò phản ứng vòng lặp polypropylen: được làm bằng thép hợp kim thấp-có độ bền cao trong môi trường trùng hợp-áp suất cao và thành bên trong được đánh bóng cao hoặc được xử lý đặc biệt để ngăn polyme dính vào tường.
Bình chịu áp lực và lò phản ứng là thiết bị cốt lõi trong các quá trình hóa học và hóa dầu, được sử dụng cho các phản ứng vật lý hoặc hóa học, lưu trữ và phân tách vật liệu. Chúng hoạt động ở áp suất và nhiệt độ cài đặt (thường là áp suất cao), môi trường bên trong thường dễ cháy, nổ, độc hại hoặc ăn mòn mạnh. Thiết kế, sản xuất và lựa chọn vật liệu của nó liên quan trực tiếp đến sự an toàn và ổn định của toàn bộ nhà máy.
Ưu điểm & tính năng chính
Độ bền và độ dẻo dai cao đảm bảo an toàn nội tại.
Là ranh giới chịu áp lực, vỏ thùng chứa phải ngăn ngừa hiện tượng gãy giòn và nổ nhựa thảm khốc. Bằng cách sử dụng các tấm thép hợp kim thấp-cường độ thấp{3}}cao (chẳng hạn như SA516GR. 70 và SA537CL. 1) và đảm bảo rằng các vật liệu (đặc biệt là mối hàn và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt) vẫn có đủ độ bền va đập ở nhiệt độ kim loại thiết kế thấp nhất, về cơ bản, giới hạn an toàn của thiết bị trong điều kiện làm việc bất thường được đảm bảo.
Mục tiêu chống nứt môi trường
Trong môi trường hydro sunfua ẩm ướt, nên sử dụng các tấm thép có khả năng chống nứt do hydro-gây ra (HIC) và nứt ăn mòn do ứng suất sunfua (SSC) (đáp ứng tiêu chuẩn NACE MR0175/ISO 15156). Việc ngăn ngừa hiện tượng nứt do ăn mòn ứng suất kiềm (ASCC) cần được xem xét trong thiết bị khử lưu huỳnh chất lỏng amin. Trong môi trường clorua, cần có thép không gỉ song công hoặc-xử lý nhiệt sau hàn để loại bỏ ứng suất. Thép có thể đáp ứng các yêu cầu cụ thể này thông qua tối ưu hóa thành phần và kiểm soát quy trình sản xuất.
Sự kết hợp vật liệu linh hoạt và công nghệ composite
Đối với môi trường có tính ăn mòn cao, việc sử dụng tất cả các hợp kim tiên tiến sẽ rất tốn kém. Đây là một kế hoạch kinh tế và hiệu quả để áp dụng cấu trúc hỗn hợp của "lớp thép+chống ăn mòn", chẳng hạn như phủ bề mặt bằng thép không gỉ hoặc lớp phủ hợp kim gốc niken-trên nền thép cacbon hoặc thép hợp kim thấp hoặc sử dụng trực tiếp tấm thép composite nổ hoặc thép composite cán. Điều này phát huy tối đa ưu điểm về độ bền của thép cơ bản và ưu điểm chống ăn mòn của vật liệu ốp.
Kế thừa sản xuất và kiểm tra đáng tin cậy
Quá trình nấu chảy, cán, xử lý nhiệt và sau đó là cắt, tạo hình, hàn và thử nghiệm không phá hủy thép dùng cho bình chịu áp lực đã tạo thành một tập hợp các hệ thống công nghiệp cực kỳ nghiêm ngặt và trưởng thành. ASME VIII, GB 150 và các thông số kỹ thuật khác được quốc tế công nhận đã đưa ra các quy định bắt buộc về vật liệu, thiết kế, sản xuất và kiểm tra để đảm bảo rằng mọi-hộp đựng xuất xưởng đều có sự đảm bảo chất lượng có thể theo dõi được.
Đặc trưng Ứng dụng
Lò phản ứng hydro hóa
Độ dày thành điển hình là rất lớn, sử dụng kết cấu hàn hoặc hàn tấm rèn thép 2,25Cr-1Mo (SA387 Gr.22) hoặc 3Cr-1Mo, và thành bên trong được phủ bằng thép không gỉ TP309L + TP347.
Bể hình cầu amoniac lỏng
Thép cường độ cao hợp kim thấp (chẳng hạn như 07MnNiMoVDR) thường được sử dụng để giảm độ dày của tường mỏng và các yêu cầu nghiêm ngặt về độ bền va đập ở nhiệt độ thấp được đưa ra cho các mối hàn.
Tháp sấy clo trong ngành công nghiệp clo{0}}kiềm
Do môi trường chứa clo ướt có tính ăn mòn cực cao nên vỏ thép cacbon thường được lót bằng cao su hoặc polypropylen được gia cố trực tiếp (FRPP), nhưng kết cấu đỡ chính vẫn là thép.
Bộ trao đổi nhiệt và bình ngưng là thiết bị chính để thực hiện trao đổi và thu hồi nhiệt trong quá trình hóa học, được sử dụng rộng rãi trong sưởi ấm, làm mát, ngưng tụ và bay hơi vật liệu. Hiệu suất của nó ảnh hưởng trực tiếp đến mức tiêu thụ năng lượng và hiệu quả của toàn bộ quá trình. Chúng thường phải đối mặt với nhiều thách thức như ứng suất chênh lệch nhiệt độ, ăn mòn các vật liệu khác nhau ở phía ống/vỏ, đóng cặn và rung động do chất lỏng- gây ra.
Ưu điểm & tính năng chính
Độ dẫn nhiệt tuyệt vời kết hợp với sức mạnh
Mặc dù đồng, nhôm và các kim loại khác có tính dẫn nhiệt tốt hơn nhưng thép lại có lợi thế toàn diện về độ bền, khả năng chịu áp lực, phạm vi nhiệt độ và giá thành. Thép cacbon và thép hợp kim thấp là lựa chọn hàng đầu cho tấm ống và vỏ trong nhiều-điều kiện làm việc không bị ăn mòn, chẳng hạn như bộ đun nước cấp cho nồi hơi. Đối với ống truyền nhiệt, ống thép không gỉ có thành mỏng-hoặc ống thép hợp kim thấp{4}}có thể mang lại hiệu quả truyền nhiệt tốt đồng thời vẫn đảm bảo khả năng chịu áp suất và nhiệt độ.
Nhiều lựa chọn về vật liệu chống ăn mòn-
Theo các môi trường ăn mòn khác nhau (ion clorua ở phía nước làm mát, môi trường axit ở phía xử lý, v.v.), có thể chọn thép chống ăn mòn-tương ứng: thép không gỉ austenit 304/316L được sử dụng trong môi trường ăn mòn nói chung; Thép không gỉ song công (như 2205 và 2507) được sử dụng để chống ăn mòn ứng suất ion clorua và ăn mòn rỗ; Titan được sử dụng trong bộ làm mát nước biển nhưng giá thành đắt và hợp kim đồng{6}}niken cũng là một trong những lựa chọn truyền thống. Gia đình thép cung cấp nhiều lựa chọn cho việc này.
Chống xói mòn tốt và chống rung.
Ở khu vực có vận tốc-cao chẳng hạn như đầu vào của phía ống, môi trường có thể gây xói mòn đầu ống. Vấn đề này được giải quyết bằng cách chọn vật liệu có độ cứng cao hơn, tăng độ dày thành của các đầu ống hoặc thiết kế các vách ngăn-chống xói mòn. Mô đun đàn hồi của thép cao và độ rung của ống trao đổi nhiệt do dòng chất lỏng gây ra có thể được triệt tiêu một cách hiệu quả và có thể ngăn ngừa hư hỏng do mỏi thông qua bố trí tấm đỡ và thiết kế vách ngăn hợp lý.
Sản xuất trưởng thành và thuận tiện bảo trì
Các quy trình sản xuất như khoan tấm ống, giãn nở hoặc hàn các ống trao đổi nhiệt và cuộn vỏ rất hoàn thiện và đáng tin cậy đối với thép. Trong trường hợp ăn mòn và rò rỉ cục bộ khi vận hành, việc bảo trì trực tuyến có thể được thực hiện bằng cách cắm ống, điều này rất quan trọng để đảm bảo tính liên tục của quá trình sản xuất và khả năng bảo trì này phần lớn là do đặc tính gia công của thép.
Đặc trưng Ứng dụng
Bộ trao đổi nhiệt-áp suất cao của đơn vị hydro hóa nhà máy lọc dầu
Vỏ và ống đều là môi trường hydro áp suất cao-, vỏ được làm bằng thép 2,25Cr-1Mo và các ống được làm từ cùng chất liệu hoặc thép không gỉ austenit.
Bình ngưng bề mặt hơi nước của nhà máy điện hoặc nhà máy hóa chất
Vỏ là thép carbon và hàng nghìn ống truyền nhiệt theo truyền thống được làm bằng đồng thau hải quân hoặc đồng trắng. Các đơn vị-quy mô lớn hiện đại chủ yếu sử dụng ống thép không gỉ TP304/TP316 hoặc ống titan và tấm ống sử dụng tấm composite bằng thép không gỉ.
Bộ gia nhiệt sơ bộ nước cấp nồi hơi của đơn vị tổng hợp metanol
Thường được làm bằng thép carbon (ống SA179, vỏ SA516), với tính kinh tế là tiêu chí hàng đầu.
Bể chứa và silo được sử dụng để lưu trữ tĩnh nguyên liệu thô, sản phẩm trung gian, thành phẩm và các vật liệu phụ trợ khác nhau (như nước và hóa chất). Quy mô của nó dao động từ các bể nhỏ vài mét khối đến bể chứa khổng lồ trên 100.000 mét khối. Thiết kế cần xem xét áp suất cột thủy tĩnh, đặc tính vật liệu (ăn mòn, độc tính và dễ bay hơi), tải trọng môi trường (gió, tuyết và động đất) và độ lún nền móng.
Ưu điểm & tính năng chính
Nền kinh tế xuất sắc và năng lực xây dựng quy mô lớn-
Đối với các bể chứa lớn có áp suất thấp và khí quyển, thép (chủ yếu là thép cacbon) là vật liệu duy nhất có thể xem xét đến độ bền, khả năng gia công và tính kinh tế. Bằng cách cán và hàn các tấm thép lớn (có chiều rộng hơn 3 mét), có thể chế tạo hiệu quả các bể chứa khổng lồ có đường kính hơn 100 mét và kỷ lục thế giới về thể tích bể đơn đã vượt quá 240.000 mét khối, điều này khó đạt được bằng các vật liệu khác.
Thiết kế linh hoạt để đáp ứng các yêu cầu lưu trữ khác nhau
- Bể chứa hình trụ thẳng đứng trong khí quyển: thành bể áp dụng phương pháp "điểm thiết kế thay đổi" và các tấm thép có độ dày khác nhau được sử dụng từ trên xuống dưới để chịu áp suất thủy tĩnh ngày càng tăng một cách kinh tế.
- Bể mái nổi bên trong/áp suất thấp: dùng để chứa chất lỏng dễ bay hơi, có yêu cầu đặc biệt đối với thép của tấm trên cùng và hệ thống bịt kín.
- Bể hình cầu áp suất: Dùng để chứa khí hóa lỏng (LPG, amoniac lỏng, v.v.). Nó được làm bằng tấm thép hợp kim thấp-có độ bền{3}}cao (chẳng hạn như 07MnNiMoVDR) và sau đó được hàn để giảm độ dày thành và đảm bảo an toàn.
- Bunker: Do tính chất chảy và mài mòn của vật liệu bột, nên có thể sử dụng-các tấm thép chống mài mòn (chẳng hạn như dòng Hardox) để chế tạo các bộ phận quan trọng.
Niêm phong đáng tin cậy và bảo vệ an toàn
Đảm bảo độ kín của mối hàn chính của bể thông qua mối hàn-chất lượng cao. Đối với các phương tiện dễ cháy, nổ hoặc độc hại, bể thép có thể được trang bị thuận tiện với van thở, thiết bị chống cháy, thiết bị giảm áp, hệ thống bịt kín nitơ và các phương tiện chữa cháy và thu gom rò rỉ (đê chữa cháy) hoàn chỉnh để tạo thành một hệ thống bảo vệ an toàn hoàn chỉnh.
Dễ dàng thực hiện việc giám sát và bảo vệ chống ăn mòn.
Tùy theo các phương tiện lưu trữ khác nhau (dầu thô, hóa chất, nước), lớp phủ chống ăn mòn, lớp lót (cao su, nhựa gia cố bằng sợi thủy tinh) hoặc lớp bảo vệ ca-tốt tương ứng có thể được sử dụng trên thành trong của bể. Thành ngoài của bể thép được bảo vệ bằng hệ thống sơn phủ. -Các công nghệ kiểm tra trực tuyến như kiểm tra siêu âm thường xuyên độ dày thành và quét rò rỉ từ thông của tấm đáy có thể theo dõi hiệu quả trạng thái ăn mòn và thực hiện bảo trì dự đoán.
Đặc trưng Ứng dụng
Bể mái nổi kho chứa dầu thô thương mại
Thể tích thường là 100.000 hoặc 150.000 mét khối, thành bể được làm bằng thép kết cấu cường độ-cao (chẳng hạn như SPV490Q), tấm đáy và mặt trên được làm bằng các tấm thép cacbon mỏng.
Bể hình cầu hydrocarbon lỏng
Được sử dụng để lưu trữ propylene, khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) trong trạm tiếp nhận khí tự nhiên hóa lỏng (LNG), v.v. Vật liệu chủ yếu là thép cường độ cao-hợp kim thấp{2}}, trong khi bể chứa LNG được làm bằng thép niken 9% hoặc bể chứa bên ngoài bê tông-có dung tích đầy đủ.
Bể chứa axit sunfuric đậm đặc
Thường được làm bằng thép carbon, nó được bảo vệ theo nguyên tắc axit tạo thành một màng thụ động dày đặc trên bề mặt thép, nồng độ và độ ẩm lưu trữ phải được kiểm soát chặt chẽ.
Silo nguyên liệu/clinker (silo thép) trong ngành xi măng
Tấm thép carbon được hàn và các vùng chịu mài mòn chính bên trong được lót bằng các tấm thép-chống mài mòn.
Hệ thống đường ống của các nhà máy hóa chất, hóa dầu giống như “mạng lưới mạch máu” của thiết bị, vận chuyển các chất lỏng xử lý khác nhau từ nguyên liệu thô đến sản phẩm. Nhiều chất lỏng có tính ăn mòn cao, độc hại hoặc ở nhiệt độ cao và áp suất cao. Độ tin cậy của hệ thống đường ống chống ăn mòn{2}}quyết định trực tiếp tính liên tục, an toàn và chi phí bảo trì của thiết bị.
Ưu điểm & tính năng chính
Hợp kim nhắm mục tiêu để chống ăn mòn cụ thể
Bằng cách điều chỉnh hàm lượng các nguyên tố hợp kim như crom (Cr), niken (Ni), molypden (Mo) và nitơ (N), vật liệu đường ống có khả năng chống ăn mòn cụ thể có thể được tùy chỉnh:
- Thép không gỉ Austenitic (304/316L): Chống ăn mòn nói chung, và 316L có khả năng chống ăn mòn rỗ cao hơn vì nó có chứa molypden.
- Thép không gỉ song công (2205/2507): Nó có các ưu điểm của austenite và ferrite, độ bền cao, khả năng chống ăn mòn ứng suất clorua (SCC) và ăn mòn rỗ tuyệt vời, đồng thời hiệu suất chi phí cao.
- Thép không gỉ siêu austenit (254SMO, AL-6XN®): hàm lượng molypden và nitơ cao, giá trị tương đương rỗ cực cao (PREN), sử dụng trong môi trường khắc nghiệt như nước biển và axit mạnh.
- Hợp kim gốc niken-(Hastelloy C-276, Inconel 625): được sử dụng trong môi trường axit oxy hóa và khử ăn mòn nhất.
Hệ thống kết nối và cài đặt hoàn chỉnh và trưởng thành
Ống thép chống ăn mòn{0}}có hệ thống phụ kiện hoàn chỉnh (khuỷu tay, chữ T, bộ giảm tốc), mặt bích, van và ốc vít. Các phương thức kết nối rất đa dạng, hoàn thiện và đáng tin cậy, bao gồm hàn (hàn đối đầu, hàn ổ cắm), kết nối mặt bích (với miếng đệm chống ăn mòn-) và kết nối kẹp đặc biệt. Điều này làm cho việc đúc sẵn và lắp đặt tại chỗ của phòng trưng bày đường ống phức tạp trở nên hiệu quả và chính xác.
Độ bền nhiệt độ cao tốt và ổn định nhiệt
So với nhiều đường ống-chống ăn mòn phi kim loại (chẳng hạn như nhựa và FRP), đường ống kim loại (thép không gỉ và thép hợp kim) có khả năng chịu nhiệt độ-cao vô song. Chúng có thể hoạt động ổn định trong thời gian dài ở nhiệt độ xử lý hàng trăm độ C, duy trì độ ổn định kích thước và độ kín, đây là lựa chọn tất yếu cho quy trình-nhiệt độ cao.
Hành vi dịch vụ có thể dự đoán và giám sát trực tuyến
Hành vi ăn mòn của vật liệu đường ống kim loại được nghiên cứu kỹ lưỡng và dữ liệu về tốc độ ăn mòn tương đối đầy đủ, thuận tiện cho việc kiểm tra-dựa trên rủi ro (RBI) và đánh giá tuổi thọ còn lại. Bằng cách thường xuyên thực hiện đo độ dày siêu âm, phát hiện dòng điện xoáy và quét dòng điện xoáy xung, độ mỏng do ăn mòn của hệ thống đường ống có thể được theo dõi một cách hiệu quả và có thể thực hiện bảo trì dự đoán.
Ứng dụng điển hình
Đường ống xử lý của nhà máy-quy trình ướt axit photphoric
Môi trường chứa axit fluosilicic và axit sulfuric, có tính ăn mòn cực cao. Thông thường, thép không gỉ-cao cấp như thép song công 2205 hoặc hợp kim cao cấp như Hastelloy® G-30 sẽ được chọn.
Dây chuyền vận chuyển dầu nhiệt độ cao-của thiết bị chưng cất chân không và khí quyển
Thép hợp kim Cr-Mo (chẳng hạn như thép 1,25Cr-0,5Mo-Si, P11) được dùng để vận chuyển dầu và khí đốt ở nhiệt độ cao.
Đường ống của hệ thống làm mát nước biển
Hợp kim đồng{0}}niken (90/10 CuNi) được sử dụng theo truyền thống và hiện nay, thép không gỉ siêu song công (2507) hoặc thép không gỉ siêu austenit (254 SMO®) ngày càng được sử dụng nhiều hơn để đối phó với môi trường ion clorua cao.
Đường ống dẫn dung dịch amoni carbamate trong nhà máy urê
Môi trường là dung dịch amoni carbamate, có tính ăn mòn cực cao ở nhiệt độ cao và áp suất cao. Cần sử dụng thép không gỉ loại ure 316L (có hàm lượng carbon cực thấp, đạt tiêu chuẩn thử nghiệm của Huey) hoặc titan.