Geotermalna energija s korozivni izazov: Slučaj za titanijum-stabilizirane dupleksne čelikove cijevi

Geotermalna energija s korozivni izazov: Slučaj za titanijum-stabilizirane dupleksne čelikove cijevi

Geotermalna energija obećava konstantno napajanje, neovisno o vremenskim uvjetima. Ipak, ispod ove čiste slike leži jedno od najbrutalno korozivnijih okruženja u industrijskom inženjerstvu. U podzemnoj i površinskoj opremi nalaze se tople, slane slane vode napunjene kloridima, ugljičnim dioksidom, vodikovim sulfidom i rastvorenim kisikom. Za kritične komponente kao što su cijevi za razmenjivač toplote i kućište bunara, kvar materijala nije operativni problem, nego financijski događaj koji prijeti projektu.

Dok su standardni austenitni nerđajući čelikovi (npr. 316L) i čak dupleksni čelikovi bili raspoređeni, industrija se sve više okreće robusnijem rješenju: s druge strane, u slučaju da je proizvodnja proizvoda u skladu s člankom 6. stavkom 1. Ovo nije mali dodir u leguri, to je ciljani inženjerski odgovor na jedinstveni napad geotermalne energije na materijale.

Geotermalno okruženje: savršena oluja za koroziju

Mehanizmi korozije u geotermalnoj postrojenju su sinergični i neumorni:

1. Visoka koncentracija hlorida: Slama može sadržavati više od 150.000 ppm hlorida. To agresivno promoviše talasasta i šupljinska korozija , posebno na povišenim temperaturama.

2. Niska pH vrijednost i kiselosti plinova: CO2 i H2S se rastvaraju u kiselosti, što dovodi do jednake korozije i krhkoće vodika.

3. Izgravljena temperatura: Temperatura u dnu rupe može biti veća od 250 °C. Svakim povećanjem od 10 °C može se udvostručiti stopa korozije i ubrzati mehanizme za kvar poput puktanja korozije pod stresom (SCC).

4. Izravno: Brza, pijesna slana voda erodira zaštitne pasivne folije, izlažući svež metal napadu.

5. Galvanska korozija: U slučaju da se ne upotrebljava više materijala, sustav će se koristiti za stvaranje galvanskih stanica.

Zašto standardni materijali dostižu svoje granice

• Ugljikov nafta: U slučaju da je proizvod izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno iz Troškovi životnog ciklusa su visoki zbog česte zamjene.

• Svaka vrsta gume ili gume od gume ili gume od gume ili gume od gume ili gume od gume ili gume od gume ili gume od gume ili gume od gume ili gume od gume ili gume od gume ili gume od gume ili gume Njegova Achilova peta je S druge strane, za proizvodnju električnih goriva za snimanje, upotrebljavanje i proizvodnja električnih goriva za snimanje i snimanje za snimanje, primjenjuje se sljedeće: - Što? Na temperaturama uobičajenih u geotermalnim primjenama, 316L može katastrofalno propasti na krhko način pod stresom.

• Svaka vrsta vozila: Značajan korak naprijed. Njegova dupleksna (feritno-austenitna) struktura pruža otprilike dvostruko jačinu od 316L i superiornu otpornost na Cl-SCC. Međutim, u proizvodnji, posebno tijekom zavarivanja, standardni dupleks može patiti od oslabljenost - Što? To je formiranje štetnih sekundarnih faza (kao što su karbidi i nitriti hroma) u zoni koja je pogođena toplinom, što iscrpljuje lokalni sadržaj hroma i stvara ranjiva mjesta za lokalnu koroziju.

Titanijum-stabilizirani dupleks: inženjerski rješenje

Ovdje titanijska stabilizacija mijenja performanse materijala. Dodavanjem kontrolirane količine titana jakoga karbida i nitrida ponašanje legure tijekom i nakon zavarivanja se temeljno poboljšava.

Prednost titana:

1. Preprečava senzibilizaciju: Tijan se preferentno veže s ugljikom i dušikom, spriječavajući hrom da formira hrom karbide/nitride tijekom toplinskog ciklusa zavarivanja. Ovo. očuva otpornost na koroziju u slučaju da se ne provede ispitivanje, potrebno je utvrditi da je to u skladu s člankom 6. stavkom 2.

2. Povećava integritet zavarivanja: Rezultat je zavarivani spoj koji održava uravnoteženu mikrostrukturu ferita i austenita te otpornost na koroziju blizu otpornosti na koroziju matičnog metala. To je ključno za dugoročni integritet cijevastih proizvoda, gdje je svaki zavarilac potencijalno slaba karika.

3. Zadržava dupleksne prednosti: Osnovni materijal zadržava sve prednosti standardnog dupleks:

   • Visoka čvrstoća: Omogućuje tanje, lakše zidove cijevi uz održavanje vrijednosti pritiska.

   • Odlična otpornost na Cl- SCC: U osnovi otporniji od austenitskih vrsta.

   • Odgovornost za upotrebu: Visok sadržaj kroma, molibdena i dušika daje visok PREN (> 34).

Praktične implikacije za projektiranje geotermalnih projekata

"Sistem za upravljanje" ili "program za upravljanje" koji je opremljen ili osposobljen za upravljanje "sistemom za upravljanje" ili "sistemom za upravljanje" ili "sistemom za upravljanje" ili "sistemom za upravljanje" ili "sistemom za upravljanje" ili "sistemom za upravljanje" ili "sistemom za upravljanje"

• Produženi radni život: U područjima s visokim udjelom otpora, duži su intervali između prelaska ili zamjene. Uređaj koji traje 10 godina umjesto 4 fundamentalno mijenja ekonomiju projekta.

• Smanjeni troškovi održavanja i inspekcije: S manjim rizikom od neočekivanih, lokaliziranih kvarova na zavarilima, mogu se optimizirati režimi inspekcije i minimizirati neplanirani isključenja.

• Fleksibilnost dizajna: U skladu s člankom 3. stavkom 1. stavkom 2.

• U slučaju da je vozilo u stanju prekidača: U slučaju da se ne može osigurati da je proizvod u stanju za vrijeme rada, potrebno je osigurati da je proizvod u stanju za vrijeme rada.

Upoređivanje: Izbor materijala

Zaključak: Ukupni trošak vlasništva

Geotermalni projekti su kapitalno intenzivni s dugim razdobljima povratne dobiti. Izbor cijevnih proizvoda mora biti vođen Ukupni trošak vlasništva (TCO) , ne samo unaprijed materijalni trošak.

Iako je titanijum stabiliziran dupleksni čelik vrhunski u odnosu na standardni dupleks ili 316L, on izravno ublažava najveće rizike u geotermalnim operacijama: neplanirani popravci bunara i kvarovi izmjenjivača toplote. Ulaganje kupuje predvidljivost, smanjuje operativni rizik i maksimizira produktivni životni vijek najskupljih komponenti sustava.

Za inženjere koji dizajniraju budućnost obnovljive energije, specifikacija titanijsko stabilizirane dupleksne čelikove cijevi je izračunata, dokazana strategija kako bi se osiguralo da su materijali koji podupiru energetsku tranziciju otporni kao i ambicija iza nje. To pretvara korozivni izazov u upravljanu varijabilnu.