Daliad a Storio Carbon (CCS): Rôl Ysgafnau Gwerddon Corrosion-Resistant mewn Industri Sydd yn Datblygu

Daliad a Chynilo Carbon (CCS): Rôl Ysgafnau Gwerddon Pen-doriadwy mewn Diwydiant Sydd yn Dod i'r Wyneb

Mae'r ras i leddfu carbon o'n heconomi wedi gosod Daliad a Chynilo Carbon (CCS) ar y blaen o dechnolegau newydd wyneb. Mae'r cysyniad yn syml iawn: dal allyriadau dwyster carbon (CO₂) yn eu ffynhonnell - fel plant pŵer a chyseineddau diwydiannol - cyn iddynt fynd i'r atmosffer, yna'u cludo a'u cynilo'n ddiog yn y tiriw.

Fodd bynnag, mae'r weithrediad yn ymarferol yn bell o fod yn syml. Mae CO₂, yn enwedig pan fo'n cymysg â nhwyddion pen-doriadwy a dwyster, yn dod yn eithaf eithriadol. Mae hyn yn rhoi her enfawr ar ddetholiad deunyddiau, ble mae dewis cywir o iselderion gwrddon pen-doriadwy, yn enwedig ysgafnau gwerddon uwch, yn rhaid fod yn rhan annheilladwy o ymgorfforiad y system gyfan.

Mae'r erthyliad hwn yn torri lawr yr amgylcheddau corrosgol o fewn y llinell werth CCS a chynhyrchu canllaw ymarferol ar gyfer dewis graddau'r dur gwrthstaen cywir i sicrhau cyflwr hirdymor, diogelwch a chost-effeithiolrwydd.

Y Sefydlog Sefyllfa: Pam CO₂ yw'r Mor Corrosgol

Yn ei gyflwr pur, sych, CO₂ yw'n gymharol dda. Mae'r problemau'n dechrau pan mae'n ymyllo â dwr. Ar ôl ei ddal, mae gwynt CO₂ yn cael ei wasgu'n gyffredinol yn vliw arnoethig neu'n hylif o fewnffos i'w gludo'n effeithiol. Mae'r broses hon yn cynhyrchu gwres a'n aml yn ddim yn tynnu'r ansawddau 100% i'r gweithgarwch.

Pan mae CO₂ yn cymysgu â hyd yn o leiaf ychydig o ddwr (H₂O), mae'n ffurfio asid garbonig (H₂CO₃) :
CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃

Mae'r asid hwn yn lleihau'r pH a'n dechrau corrosgaeth. Mae'r sefyllfa'n cael ei oresgyn yn ddifrifol gan ansawddau cyffredin o losyn nwyol:

• Ocsidau Sylffwr (SOx) a Ocsidau Nitrigen (NOx) mae'n ffurfio asidau sylffwrig a nitrig, gan greu amgylchedd asidig eithaf agresyddol.

• Chloridau o dan glo neu awyr yn gallu arwain at groesio a choriwch groesig sy'n niweidio'w gryf.

• Ocsigen (O₂) , hyd yn oed mewn maintau bychain, yw adweithydd cathodol pwerus sy'n gallu cyflymu cyfraddau corwydd.

Mae'r cyfuniad hwn o ffactorau yn gwneud gwydr garbon, y dewis rhagosodol ar gyfer y rhan fwyaf o giwiriad a chynwyswyr ym myd y diwydiant, yn anaddas ar gyfer rannau mawr o system CCS heb raglenni corwydd angenyddol. Yma mae gwydr âr yn dod yn hanfodol.

Leci Ystodau Gwydr âr i'r Cynhelltydd Gwerth CCS

Mae dewis y deunydd yn dibynnu'n gryf ar y fathran benodol o'r broses a chyfansawdd y sylwen CO₂ yn union.

1. Daliad: Yr Amgylchedd Mwyaf Grewyddol

Mae'r brif ran daliad yn cynnwys prosesu'r nwy cyffwrdd gwreiddiol, sy'n cynnwys y cydfan mwyaf o holl lwthrau corroding (SOx, NOx, chloridau, ocsigen).

• Ceisiadau Allweddol: Colofnau hymathiad, tennwyr, cyfnewhythwyr gwres, piptiau cyswllt, bombyddion a fflychau.

• Mathau o Goriwch: Corrosion eisian gyffredinol, pitio, corrosion crevice, a thrwch gryfder (SCC).

• Graddau a Argymhellir:

  • Austenigau Safonol (304/304L, 316/316L): Gall fod yn addas ar gyfer adran fwy llawdratig neu pan gaiff amhureddau eu glanhau yn ofalus. Fodd bynnag, mae'r risg o pitio a SCC a achubwch gan chlôrid yn aml yn gwneud eu dewis yn ystyrlon.

  • Gwddwodau Dur Ffordd Dwbwl (e.e., 2205 / UNS S32205/S31803): Gwddwod cryf a chost-effeithiol ar gyfer y rhan gasglu. Mae gwddwodau dwbl yn cynnig:

    • Gwrthsefndod wych i thrwch gryfder.

    • Cryfder mecanegol uchel (sy'n caniatáu trowydau tywed a chynil pŵer).

    • Gwrthsefndod da i pitio a chorrosion crevice, yn enwedig o'i gymharu â 316L.

  • Super Dwbwl (e.e., 2507 / UNS S32750) & Super Austenigau (e.e., 904L / N08904): Ar gyfer y gofodau mwyaf agresyddol â chynwys uch ychwanegol a asid, mae'r graddau hyn yn cynnig cam mawr ymlaen mewn parhad terfynol rhag gorrwydd.

  • Cynwysau Nicel (e.g., Alloy 625 / N06625): Wedi'u defnyddio ar gyfer cydrannau hanfodol, dan grymoedd uchel fel ellythyddion pomp, lames ymwrhewyr, a mewn ardaloedd o ddugaledd eithafol.

2. Trafnidiaeth: Pibellin ac Ymwrhu

Ar ôl ei ddal, mae CO₂ yn cael ei sychu a'i ymwrhu i gyflwr uwch-bwyntol. Er bod sychu'n lleihau'r terfynoldeb, nid yw'r broses bob amser yn berf yn unig a gall digwyddiadau anogaethau ychwanegu cymystod.

• Ceisiadau Allweddol: Pibellin prif drosglwyddo, casiau ymwrhewyr, oeri rhwng y camau, klefyrau.

• Mathau o Goriwch: Gorrwydd cyffredin a phitio os yw digwyddiadau yn achosi gollyngiad dŵr.

• Graddau a Argymhellir:

  • Gwair Garbon gyda Chynhwysfa: Ar gyfer pibellin bell-distant, ar y tir mawr, mae gwair garbon yn y safon, yn dibynnu ar raglen grymus a hyblyg o ddad-hydroli a chynhwysu hylif gwrth-orwyr mae rhan anailgedig yma yn aml am gydrannau hanfodol.

  • Cymwysiadau Gweithwyr Anailgedig:

    • Claddio Pibellau: Mewn gwneud claddio pibellau dur garbon â haen o 316L neu duplex 2205 yn cynnig barier gwrth-gori yn llai o gost na phibellau alea solid.

    • Systemau Cywasgu: Mae cywasgwyr yn teimlo'r nwy yn gallu creu mannoedd poeth. Mae chwistrellon rhyng-gyfres yn peri tywyllt dŵr. Mae cydrannau mewn y systemau hyn yn aml yn cael eu gwneud o 316L, 2205, neu aleaon uwch i drin y gofodau cymeriadaol hyn.

    • Fflangau a Threftadau: Mae fflangau hanfodol, trims a sensyrs pwysedd yn aml yn cael eu gweithio o 316L neu 17-4PH (siofraen wyreiddiol martensitic) i sicrhau hyblygrwydd.

3. Mewnedd a Chynilo: Y her yw'r cam olaf

Mae'r cam olaf yn cynnwys mewnedd y CO₂ supercritical i ffurfioadau daearyddol (e.e., aquifers halog, meysydd olaf oren a nwy sydd wedi eu hamddiffyn).

• Ceisiadau Allweddol: Pwmp pen y ffordd, teir o fewn y ffordd, casiau, fflangau.

• Mathau o Goriwch: Corrosion gan unrhyw ddŵr weddillion neu yndodyddion, corrosion-erwio gan fewnedd cyflym, a symudiad o fewn ffurfioadau daearyddol sydd yn aml yn llawn brin.

• Graddau a Argymhellir:

  • Teir o fewn y Ffordd a Chasiau: Mae hwn yn gais hanfodol. Does dim opsiwn o lwyddiant. Er defnyddir dur carbon gyda chynhwysyddion, mae'r ffordd yn mynd tuag at aleeion gwrth-seibiant (CRAs) am ddibynadwyedd.

    • Duplex 2205 yn ddewis gwirioneddol ar gyfer teirio, cynnig cryfder uchel ac ysgafn garham mor gynhyrchiol â chynhwysion halog.

    • Super Duplex (2507) a Cynulliadau Nicel gall gael ei nodi ar gyfer amodau llwyfnder anhrefnus neu ble mae'r risg o ddod o hyd i ddŵr yn annisgwyl yn uchel.

  • Tonnau Cwch: Mae ventiliau, coed Nadolig, a llinellau llif yn cael eu hadeiladu o gwefr gwrthsefyllt dwbl neu Forged 316/316L i ddod o hyd â'r pwysau uchel a gwasanaeth carham.

Canllaw Dewis Ymarferol: Ystyron Allweddol

Dewis gradd drwy edrych ar bwrdd am y mwyaf gwrthgar yn unig yw'r ffordd anghywir i fynd. Mae'n rhaid i chi w cân rhwymedigaeth rhwng risg a chost.

1. Mae Cyfansoddiad y Strym yn Brenin: Mae'r ffactor pwysicaf yn amlinelliad manwl o'r strym CO₂. Bydd y mathau a chynhwysedd y dineddion (H₂O, SOx, NOx, Cl-, O₂) yn dweud wrthych chi unwaith pa lefel perfformiad alloy mae angen ei ddarganfod.

2. Cyfanswm Cost Bywyd (LCC): Er bod gwerddau gwair a chromcorau nicël yn costio mwy ar gyntaf na gwair garbon, mae modd iddynt ddarparu cyfanswm cost o leiaf ar hyd eu cyfnod o ddefnyddio. Gallwch chi gyrraedd hyn trwy ddileu neu leihau'r angen am:

   • Gwrthdodedd cemegol parhaus (cost weithredol/OPEX).

   • Aml-wiriadau a gwyriad am gysoni.

   • Cau a newid annrhagwelion.

3. Y Ffactor Diogelwch: Yn CCS, gwall gall ddod o hyd i ryddhad o CO₂ o dan wasgfa uchel (peryglus i anadlu) neu gau taith ar brosiect newid hinsawdd sydd â chost o filiwn o bunt. Mae hyblygrwydd y gronynnau sydd â chynhyrchiad gwrthsefyllt, fel gwiail anwheildred, yn fawr o fanteision i ddiogelwch a gweithrediad.

Cwyn: Adeiladu Sylfaen Resilient

Ni all y diwydiant CCS fforddio dysgu gweithredu am gwallion gronynnau. Mae natur gynhyrchiadol y sylffau CO₂ anlân yn gofyn am ymagwedd ymlaenllaw, gwybodus i ddewis gronynnau.

Mae gwiail anwheildred sydd â chynhyrchiad gwrthsefyllt - o'r hyblyg 316L a'r ddwbl gryf 2205 i'r cymau super gwrthsefyllt - yn darparu'r offerynau angenrheidiol i adeiladu trefniant CCS sydd yn ddiogel, hyblyg a threthol. Trwy ddynwared mapio'r alea i'r amgylchedd benodol o fewn y llinell werth, gall peiriannyddion leddfu risg a sicrhau bod y systemau hanfodol hyn yn gweithio'n ddiogel a thrwyddedig am ddegawdau, gan gwblhau eu rôl gan ddod â newid hinsawdd.

Y Canlyniad Cyntaf: Yn CCS, nid yw dewis o deunydd yn fach o beth technegol; mae'n benderfyniad strategol sylfaenol sy'n rhoi tâl ar gyfer llwyddiant y prosiect gyfan.