Даследаванне выпадку: U-падобныя трубкі са супердуплекснай нержавеючай сталі ў падзгрэўніках працягваюць працу ў 5 разоў даўжэй за 316Ti ў цяжкіх умовах на шэльфе

Даследаванне выпадку: U-падобныя трубкі са супердуплекснай нержавеючай сталі ў падзгрэўніках працягваюць працу ў 5 разоў даўжэй за 316Ti ў цяжкіх умовах на шэльфе

Кароткі змест

Паводле ўсёго пяцігадовае палевае даследаванне эфектыўнасці абменніка цікавасці на нафта- і газапрамысловых платформах Паўночнага мора паказвае, што падвойная нержавеючая сталь (UNS S32750) U-падвойныя сталёвыя трубкі забяспечваюць ў 5 разоў доўжэйшы тэрмін эксплуатацыі у параўнанні з традыцыйнай нержавеючай стальнай 316Ti ў цяжкіх умовах на адкрытым мору. Гэта перавага ў эфектыўнасці пераўтвараецца ў значнае эканамія заходаў , скарочаны прастой і палепшаную бяспеку эксплуатацыі ў крытычных прыкладаннях абменніка цікавасці.

1 Задні план і кантэкст прымянення

1.1 Морская аперацыйная акалічнасць

Даследаванне было праведзена на шасці морскіх эстакадах якія працуюць у Паўночным моры, якія характарызуюцца:

• Высокая акіснасць хлорыдаў : змест хлорыдаў 30 000–35 000 млн⁻¹

• Канвекцыя тэмпературы : тэмпература аперацыі 40–120°C

• Высокі ціск : тыск аперацыі 50–200 бар

• Мікробіялагічная актыўнасць : Присутнасць сульфатадыдукавальных бактэрый

• Цыклічнае нагружванне : Цеплавыя і ціскавыя скачкі

1.2 Тэхнічныя характарыстыкі цеплаабменніка

• Тып : Цеплаабменнікі тыпу «рубашка-трубка»

• Сэрвіс : Ахалоджванне морскай вадой у трубнай часткі, цэхавыя вадкості ў межатрубнай часткі

• Расчётны ціск : 60 бар у трубнай часткі, 40 бар у межатрубнай часткі

• Дэзайн тэмпература : 130°C

• Вытворчасць : 2,5-3,5 м/с скорасць морскай вады

2 Порысненне матэрыялаў

2.1 Тэхнічыя характарыстыкі матэрыялаў

Табліца: параўнанне хімічнага складу (вагавы %)

2.2 Механічныя ўласцівасці

Табліца: параўнанне механічных уласцівасцяў

параўнанне характарыстык і аналіз адмоўных выпадкаў

3.1 Звесткі пра тэрмін службы

Табліца: Вынікі выпрабаванняў на палі

аналіз 3,2 механізмаў адмовы

трубкі 316Ti

• Піттингавая карозія : Глыбокія ямы (>2 мм) у месцах зазору

• Карозія ў зазоры : Пад адкладамі і ў прамых сапракасных паверхнях трубнай решаткі

• Карозія ад накшталтна-звужаных трэшчын : З-за засталых напружанняў і хларыдаў

• Мікробіялагічна абумоўленая карозія : Пад бактэрыяльнымі адкладамі

• Эрозійна-каразійнае разбурэнне : У вобласцях выхаду і звілоў

Супер-дуплексныя трубкі S32750

• Незначная шарапавасць : Паверхневыя ямкі (<0,1 мм глыбінёй) праз 8 і больш гадоў

• Без трэшчын : Адсутнасць трэшчын акіслення

• Мінімальнае каразійнае расшчарэнне : Толькі эстэтычнае ушкоджанне

• Роўная хуткасць карозіі : <0,01 мм/год

4 Вызначэнне галоўнай прычыны

4.1 Механізмы стойкасці да карозіі

Вышэйшая стойкасць супердуплекснай нержавеючай сталі абумоўлена:

• Вышэйшая велічыня PREN : 40-45 супраць 24-28 для 316Ti

• Двухфазная мікрасструктур : Прыблізна 50:50 аўстэніт-ферыт

• Легіраванне азотам : Павялічвае стойкасць да пітынга і міцнасць

• Змесціва хрома і молібдэну : Выдатная фармаванне пасывнай плёнкі

• Стабільнасць мікрасструктур : Супраціўленне фазаваму ўздзейнічанню

4.2 Перавагі механічных характарыстык

• Павышаная міцнасць : Зменшаныя патрабаванні да таўшчыні сценак

• Лепшая стойкасць да стомы : Вытрымлівае цыклавыя цеплавыя нагрузкі

• Вышэйшая эрозійная стойкасць : Захоўвае абаронную плёнку на паверхні

• Палепшаная стойкасць пры напружаным карозійным трэшчынаванні : Ключавы для афшорных прыкладанняў

5 Эканамічны аналіз

5.1 Агульная каштоўнасць уладання

*Табліца: Параўнанне выдаткаў за 10 гадоў на адзінку цеплаабменніка*

5,2% прыбытку ад інвестыцыяў

• Перыяд акупнасці : <18 месяцаў нягледзячы на вышэйшы першапачатковы кошт

• ROI : >400% на працягу 10-гадовага тэрміну эксплуатацыі

• Зніжэнне прастою : на 80% менш перапынкаў у вытворчасці

• Змяншэнне kosтаў сервісу : на 67% ніжэйшыя выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне

6 Аспекты тэхнічнай рэалізацыі

6.1 Выраб і ўстаноўка

• Патрабаванні да зварвання : Кантраваны цеплавы ўвод і абаронны газ

• Расшырэнне трубкі : Асцярожнае кіраванне, каб убягчы надмernara халоднай працы

• Працэдуры чысткі : Запабяганне забруджванню жалезнам

• Кантроль якасці : Строгія патрабаванні да НДА

6.2 Эксплуатацыйныя паказанні

• Абмежаванні па тэмпературы : Максімум 250°C пры бесперапыннай эксплуатацыі

• Рэкамендацыі па хуткасці патоку : 4-6 м/с мінімум для прадухілення забруджвання

• Частата чысткі : Зніжаная патрабаванасць у параўнанні з 316Ti

• Інтэрвалы тэхнічнага абслугоўвання : Падоўжаныя да 36 месяцаў у параўнанні з 12 месяцамі

7 Прыкладаў З Кейсам

7.1 Платформа A - Сістэма Астуджэння Вады

• Сэрвіс : Ахалоджванне салянкой, 45 °C, хуткасць 3,2 м/с

• вынікі 316Ti : Адмовіў праз 23 месяцы з-за пітынга і каразіі ў шчылінах

• Вынікі S32750 : На ўслужэнні пасля 11 гадоў, мінімальнае тоншанне сценкі

• Эканомія : 2,8 мільёнаў долараў ЗША, заэканамленых на прастоі і коштах замены

7.2 Платформа B - Ахалоджванне працэсу

• Сэрвіс : Ахалоджванне вуглевадародамі, 95 °C, наяўнасць H₂S

• вынікі 316Ti : Каразія металу ад напружанняў праз 14 месяцаў

• Вынікі S32750 : Без дэградацыі пасля 9 гадоў эксплуатацыі

• Удосконаленне безпекі : Выдаленне рызыкі патоку працэсу

8 Уплыў на прамы і рэкамендацыі

8.1 Рэкамендацыі па праектаванні

• Выбар матэрыяла : Прызначыць S32750 для асяроддзяў з хларыдамі

• Таксама цэнтральная талстата : Можа быць скарочаны на 30-40% дзякуючы павышанай міцнасці

• Карозійны запас : Змяншыць з 3 мм да 1 мм для S32750

• Планаванне інспектавання : Падоўжыць інтэрвалы на аснове паляпшанай надзёжнасці

8.2 Стратэгія закупкі

• Кошты жыццёвага цыклу : Ацэньваць агульную кошт, а не пачатковую цану

• Кваліфікацыя пастаўшчыка : Патрабаваць адпаведныя вытворчыяя дакументы

• Праверка якасці : Увасноўваць сувора ўваходны кантроль

• Дакументацыя : Патрабаваць поўнай проследкаванасці і сертыфікацыі

9 Прагноз на будучыню

9.1 Развіццё тэхналогій

• Падвышаная вытворчасць : Палепшаныя працэсы вытворчасці трубак

• Развіццё сплаваў : Далейшае паляпшэнне стойкасці да карозіі

• Манітарынгавая тэхналогія : Сістэмы манітарынгу карозіі ў рэжыме рэальнага часу

• Прадыкцыйнае сервіса : Мадэлі прадказання адмоўкаў на аснове штучнага інтэлекту

9.2 Тэндэнцыі ў галіне

• Павелічэнне ўкаранення : Пашырэнне выкарыстання ў цяжкіх умовах

• Стандартаўка : Уключэнне ў большы лік праектных спецыфікацыяў

• Зменшэнне сярэдкаў : Зніжэнне цэнавога надштофту з павелічэннем папулярнасці

• Глабальнаяе даступнасць : Палепшаная лагістыка і даступнасць

10 Спадарожнік

Даныя аб эксплуатацыі паказваюць адназначна, што супер-дуплексная нержавеючая сталь UNS S32750 представляе значна доўжэйшы тэрмін службы і ніжэй агульная каштоўнасць у параўнанні з 316Ti ў прыкладаннях для падводных тэплоабменнікаў. Палепшэнне жыццёвага цыклу ў 5 разоў прыводзіць да істотных эканамічных выгадаў за кошт зменшання выдаткаў на тэхнічнае абслугоўванне, меншай колькасці заменаў і мінімізацыі прастою вытворчасці.

Для новых праектаў або выпадкаў замены ў агрэсіўных акалічнасцях, асабліва ў прысутнасці хларыдаў, выбар супер-дуплекснай нержавеючай сталі з'яўляецца як тэхнічна, так і эканамічна найлепшай практыкай. Першапачатковыя выдаткі на матэрыялы хутка кампенсуюцца значна ніжэйшымі выдаткамі на працягу усяго жыццёвага цыклу і палепшанай надзейнасцю ў эксплуатацыі.

Рэкамендацыя : Выкарыстоўваць супер-дуплексную нержавеючую сталь UNS S32750 для ўсіх тэплоабменнікаў у афшорных умовах, асабліва пры астуджэнні морскай вадой або іншых аперацыях з удзелам хларыдаў.