โครงการน้ำลึกของบริษัท CNOOC เลือกใช้ข้อต่อโลหะผสมนิกเกิลจากประเทศจีน ทำให้อายุการใช้งานเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่าในต้นทุนที่ลดลง
ขณะนี้โครงการสำรวจก้นทะเลลึกของบริษัท CNOOC ใช้ข้อต่ออัลลอยนิกเกิลที่ผลิตภายในประเทศ ซึ่งมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นอย่างมากและลดต้นทุนลง
การบรรลุความก้าวหน้าเชิงกลยุทธ์ในเทคโนโลยีวัสดุสำหรับการสำรวจก้นทะเลลึก
เบจิ้ง — บริษัทน้ำมันนอกชายฝั่งแห่งชาติจีน (CNOOC) ได้ทำ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีครั้งสำคัญ ในโครงการสำรวจทะเลลึกผ่านการนำวัสดุที่ผลิตภายในประเทศมาใช้ ข้อต่อโลหะผสมนิกเกิล ซึ่งมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าวัสดุทั่วไปถึงสามเท่าในขณะที่ลดต้นทุนลงอย่างมาก ความก้าวหน้าครั้งนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในความมุ่งมั่นของจีนในการบรรลุ ความปลอดภัยทางพลังงาน และอิสรภาพทางเทคโนโลยีในการพัฒนาทรัพยากรนอกชายฝั่ง
การนำวัสดุขั้นสูงเหล่านี้มาใช้เกิดขึ้นพร้อมกับที่จีนเพิ่มความเข้มข้นในการสำรวจทะเลลึก เพื่อตอบสนองต่อความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นและความสำคัญเชิงยุทธศาสตร์ โดยการแทนที่ชิ้นส่วนที่นำเข้าด้วยทางเลือกที่ผลิตภายในประเทศ CNOOC ไม่เพียงแต่สามารถลดต้นทุนได้อย่างมาก แต่ยังมั่นใจในห่วงโซ่อุปทานที่เชื่อถือได้มากขึ้นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานสำคัญในทะเลลึก
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคและข้อได้เปรียบในการปฏิบัติงาน
ข้อต่อโลหะผสมนิกเกิลที่นำมาใช้ใหม่แสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติในการทำงานที่ยอดเยี่ยมในสภาพแวดล้อมทะเลลึกที่ท้าทาย:
คุณสมบัติของวัสดุที่ดีขึ้น
-
ความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่า : ทนต่อสภาพแวดล้อมใต้ทะเลลึกที่มีความกัดกร่อนสูงซึ่งมีไฮโดรเจนซัลไฟด์ คาร์บอนไดออกไซด์ และไอออนคลอไรด์
-
ความแข็งแรงทางกลยอดเยี่ยม : รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่ระดับความลึกเกิน 1,500 เมตรและภายใต้สภาวะความดันสุดขั้ว
-
เพิ่มความต้านทานการเกิดความเหนื่อยล้า : ทนต่อการโหลดแบบเป็นรอบจากกระแสน้ำใต้ทะเลและแรงเครียดจากการใช้งาน
-
ทนต่อช่วงอุณหภูมิกว้างขึ้น : ทำงานได้อย่างเชื่อถือได้ในช่วงอุณหภูมิ -196°C ถึงการไหลของสารไฮโดรคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง
เมทริกการทํางาน
-
การยืดอายุการใช้งาน : อายุการใช้งานยาวนานกว่าวัสดุทั่วไปถึง 3 เท่า
-
การลดต้นทุน : ลดต้นทุนการเป็นเจ้าของโดยรวมลง 30-40% แม้จะมีต้นทุนเริ่มต้นสูงกว่า
-
การปรับปรุงความน่าเชื่อถือ : ลดความต้องการการบำรุงรักษาและการเกิดความล้มเหลวที่ไม่คาดคิดลง 50%
-
ช่วงเวลาการตรวจสอบ : ช่วงเวลาที่ยาวนานขึ้นระหว่างการตรวจสอบตามกำหนดและช่วงหยุดทำการบำรุงรักษา
ตาราง: การเปรียบเทียบสมรรถนะของข้อต่อแบบดั้งเดิมกับข้อต่ออัลลอยนิกเกิลใหม่
พารามิเตอร์ | ข้อต่อแบบดั้งเดิม | ข้อต่ออัลลอยนิกเกิลใหม่ | การปรับปรุง |
---|---|---|---|
อายุการใช้งานตามการออกแบบ | 10-15 ปี | 30-45 ปี | 200-300% |
อัตราการเกรี้ยว | 0.5-1.0 มม./ปี | <0.1 มม./ปี | ลดลง 80-90% |
อัตราการเกิดข้อผิดพลาด | 3-5 เหตุการณ์/ปี | <1 เหตุการณ์/ปี | ลดลง 75-80% |
ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา | 2.5-3.5 ล้านดอลลาร์/ปี | 0.8-1.2 ล้านดอลลาร์/ปี | ลดลง 60-70% |
ความถี่ในการตรวจสอบ | ต่อปี | ทุกสามปี | ลดลง 66% |
นวัตกรรมและพัฒนาเทคโนโลยี
การพัฒนาข้อต่อโลหะผสมนิกเกิลภายในประเทศที่มีความก้าวหน้า มาจากความสำเร็จของเทคโนโลยีหลักหลายด้าน ได้แก่
โครงสร้างคอมโพสิตสองโลหะ
ผู้ผลิตในประเทศจีนได้พัฒนานวัตกรรมขั้นสูง ท่อคอมโพสิตโลหะสองชนิด ที่รวมเอาข้อดีของวัสดุที่แตกต่างกันเข้าด้วยกัน:
-
ชั้นใน : โลหะผสมนิกเกิล N06625 (อินโคเนล 625) ที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงต่อแก๊สเน่าและสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด
-
ชั้นนอก : เหล็กกล้าคาร์บอนทนกรด X65MS ให้ความแข็งแรงเชิงโครงสร้างและการทนความดัน
-
เทคโนโลยีการยึดติด : การยึดติดทางโลหะวิทยาขั้นสูงที่รับประกันความสมบูรณ์ระหว่างโลหะต่างชนิดภายใต้สภาวะสุดขั้ว
นวัตกรรมการผลิต
-
กระบวนการขึ้นรูป JCO : ช่วยให้สามารถผลิตท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ (610 มม.) พร้อมความหนาของผนังสม่ำเสมอ
-
เทคโนโลยีการเชื่อม : เทคนิคเฉพาะในการเชื่อมโลหะผสมนิกเกิลเข้ากับเหล็กกล้าคาร์บอน โดยไม่ทำให้คุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนลดลง
-
ควบคุมคุณภาพ : การนำระบบการทดสอบที่เข้มงวดมาใช้ รวมถึงการตรวจสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิกและการทดสอบด้วยแรงดันน้ำมัน
ผลกระทบทางเศรษฐกิจและปัจจัยด้านต้นทุน
การนำข้อต่อโลหะผสมนิกเกิลผลิตในประเทศมาใช้ สร้างประโยชน์ทางเศรษฐกิจมหาศาลให้กับการดำเนินงานของบริษัท CNOOC:
การประหยัดต้นทุนโดยตรง
-
ลดต้นทุนวัสดุ : การผลิตภายในประเทศช่วยยกเลิกภาษีศุลกากรการนำเข้า และลดค่าใช้จ่ายด้านการขนส่ง
-
วงรอบการเปลี่ยนถ่ายที่ยาวนานขึ้น : อายุการใช้งานที่เพิ่มขึ้นเป็นสามเท่า ช่วยลดค่าใช้จ่ายลงทุนสำหรับการซื้อชิ้นส่วนมาเปลี่ยนอย่างมาก
-
ค่ารักษาที่ต่ํากว่า : ลดความถี่ของการตรวจสอบ การซ่อมแซม และการหยุดทำงานที่เกี่ยวข้อง
-
ลดความต้องการสินค้าคงคลัง : อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นช่วยลดความต้องการสินค้าคงคลังชิ้นส่วนอะไหล่จำนวนมาก
การวิเคราะห์ต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน
แม้จะมีต้นทุนการซื้อที่สูงกว่า (ประมาณ 20-30% ของอุปกรณ์มาตรฐาน) แต่ต้นทุนตลอดวงรอบการใช้งานแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่สำคัญ:
-
ลดลง 60% ในต้นทุนวงรอบการใช้งานตลอดระยะเวลา 30 ปี
-
ลดลง 40% ในค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่เกี่ยวข้องกับการบำรุงรักษาและการตรวจสอบ
-
ระยะเวลาคืนทุน 3 ปี จากต้นทุนการบำรุงรักษาที่ลดลงและช่วงเวลาการให้บริการที่ยาวนานขึ้น
-
เพิ่มเวลาการผลิตที่ต่อเนื่องมากขึ้น คิดเป็นมูลค่าเพิ่มขึ้นประมาณ 15-20 ล้านดอลลาร์สหรัฐต่อปี
ผลกระทบต่ออุตสาหกรรมและห่วงโซ่อุปทาน
การที่บริษัท CNOOC ใช้ข้อต่อโลหะผสมนิกเกิลที่ผลิตภายในประเทศ มีผลกระทบอันเนื่องมาจากการใช้งานในอุตสาหกรรมปิโตรเลียมนอกชายฝั่งอย่างกว้างขวาง
การกระจายแหล่งจัดหา
-
ลดการพึ่งพาการนำเข้า ลดการพึ่งพาข้อต่อเฉพาะทางจากผู้จัดหาต่างประเทศ
-
การพัฒนาเนื้อหาท้องถิ่น ส่งเสริมการเติบโตของศักยภาพการผลิตวัสดุประสิทธิภาพสูงภายในประเทศ
-
ความมั่นคงทางการจัดหา ลดความเสี่ยงด้านภูมิศาสตร์การเมืองที่เกี่ยวข้องกับชิ้นส่วนสำคัญที่ต้องนำเข้า
-
ระยะเวลาการผลิตและการส่งมอบที่ลดลง การผลิตภายในประเทศช่วยลดระยะเวลาการส่งมอบจากเดือนเป็นสัปดาห์
การทำงานร่วมกันทางด้านเทคนิค
ขั้นตอนการพัฒนาเกิดจากการร่วมมือกันอย่างกว้างขวางระหว่างหลายหน่วยงาน:
-
ผู้ผลิตวัสดุ : รวมถึง Ansteel และผู้ผลิตเหล็กพิเศษรายอื่น ๆ
-
ผู้ผลิตท่อ : เช่น บริษัท Baoshun Chang ที่มีนวัตกรรม "การกลั่นสองครั้ง"
-
สถาบันวิจัย : รวมถึงศูนย์วิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีท่อสำหรับปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติแห่งชาติ
-
หน่วยงานรับรอง : สมาคมจัดประเภทจีน (China Classification Society) ที่ให้การรับรองที่จำเป็นสำหรับการใช้งานในทะเล
การนำไปใช้ในโครงการน้ำลึกของ CNOOC
ข้อต่อโลหะผสมนิกเกิลถูกนำไปใช้ในโครงการพัฒนาก๊าซใต้ทะเลลึกของบริษัท CNOOC หลายแห่ง:
โครงการพัฒนาในทะเลจีนใต้
-
แหล่งก๊าซในทะเลลึก : การใช้งานในชุดเก็บก๊าซที่มีความดันสูง อุณหภูมิสูง และมีก๊าซไข่เน่า
-
ระบบผลิตก๊าซใต้ทะเล : ชิ้นส่วนสำคัญในระบบ Christmas trees, manifolds และการเชื่อมต่อ flowline
-
ระบบสายส่งก๊าซจากพื้นทะเลขึ้นสู่ผิวน้ำ : ชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ใต้ทะเลกับแท่นผลิตบนผิวน้ำ
-
อุปกรณ์การแปรรูป : ข้อต่อในระบบแยกก๊าซ ระบบอัดความดัน และระบบบำบัดก๊าซ
ประโยชน์ในการใช้งานจริง
-
เพิ่มความปลอดภัย : ลดความเสี่ยงของการเกิดข้อผิดพลาดในระบบป้องกันสำคัญ
-
การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม : ลดโอกาสการรั่วไหลในสิ่งแวดล้อมทางทะเลที่มีความอ่อนไหวทางนิเวศวิทยา
-
ความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงาน : ความสามารถในการพัฒนาแหล่งทรัพยากรที่มีคุณสมบัติของของไหลที่ท้าทายมากขึ้น
-
การออกแบบที่เรียบง่ายขึ้น : ลดความจำเป็นในการใช้ระบบป้องกันการกัดกร่อนอย่างกว้างขวาง
การรับรองและรับรองคุณภาพ
ชิ้นส่วนต่อพอดีจากโลหะผสมนิกเกิลภายในประเทศได้ผ่านกระบวนการรับรองคุณภาพอย่างเข้มงวด:
ความสำเร็จในการรับรอง
-
การรับรองจากสมาคมจัดประเภทเรือจีน : การอนุมัติสำหรับการใช้งานในงานทางทะเล
-
สอดคล้องกับมาตรฐานสากล : เป็นไปตามข้อกำหนดของ API, ASTM, ASME และ NACE
-
การรับรองคุณสมบัติเฉพาะโครงการ : การทดสอบภายใต้สภาวะใต้ทะเลลึกจำลอง
-
การจัดการคุณภาพ : การรับรองกระบวนการผลิตตามมาตรฐาน ISO 9001
การตรวจสอบประสิทธิภาพ
-
การทดสอบในห้องปฏิบัติการ : การทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนแบบเร่งที่จำลองการทำงานเป็นเวลา 20 ปี
-
การประเมินต้นแบบ : การทดสอบชิ้นส่วนที่เป็นตัวแทนในสภาพจริงเต็มขนาด
-
การทดลองภาคสนาม : การนำร่องอย่างมีการควบคุมในงานที่ไม่สำคัญมากก่อนนำไปใช้โดยทั่วไป
-
การติดตามประสิทธิภาพ : การประเมินอย่างต่อเนื่องผ่านระบบตรวจสอบที่ติดตั้งไว้
ความสำคัญเชิงยุทธศาสตร์ต่อความมั่นคงทางพลังงานของจีน
การนำข้อต่อโลหะผสมนิกเกิลภายในประเทศไปใช้งานอย่างประสบความสำเร็จ มีความสำคัญในเชิงกลยุทธ์อย่างมาก:
เทคโนโลยีอิสระ
-
ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีที่ถูกจำกัด : สามารถควบคุมเทคนิคการผลิตที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ก่อนหน้านี้
-
ลดความเปราะบาง : ลดการพึ่งพาห่วงโซ่อุปทานจากประเทศที่อาจเป็นปฏิปักษ์
-
เพิ่มอำนาจต่อรอง : ลดแรงกดดันในการยอมรับเงื่อนไขที่ไม่เอื้ออำนวยจากผู้จัดหาต่างประเทศ
-
ศักยภาพในการส่งออก : โอกาสในอนาคตในการจัดหาให้กับตลาดน้ำลึกในประเทศที่กำลังพัฒนาอื่นๆ
การพัฒนาอุตสาหกรรมภายในประเทศ
-
การผลิตที่มีมูลค่าสูง : การพัฒนาศักยภาพทางเทคนิคขั้นสูงภายในประเทศจีน
-
การสร้างงาน : งานทักษะสูงในภาคการผลิตเชิงเทคนิคและภาคการวิจัย
-
การถ่ายทอดเทคโนโลยี : ประโยชน์ที่เกิดการถ่ายโอนไปยังภาคอุตสาหกรรมอื่น ๆ
-
ระบบนิเวศการวิจัย : การเสริมสร้างความร่วมมือในการวิจัยระหว่างมหาวิทยาลัยกับอุตสาหกรรม
ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืน
อายุการใช้งานที่ยืดยาวขึ้นและประสิทธิภาพที่ดีขึ้นของชิ้นส่วนอุตสาหกรรมโลหะผสมนิกเกิลส่งเสริมความยั่งยืนทางสิ่งแวดล้อม:
ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
-
อายุ การ ใช้งาน ยาว ยาว : ลดการใช้วัสดุลงจากการลดความถี่ในการเปลี่ยนทดแทน
-
ความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้น : ลดความเสี่ยงของการรั่วไหลโดยไม่ได้ตั้งใจในสิ่งแวดล้อมทางทะเล
-
ประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน : ลดการดำเนินงานบำรุงรักษาที่ต้องการเรือและเฮลิคอปเตอร์สนับสนุน
-
มูลค่าเมื่อจบอายุการใช้งาน : มีมูลค่าเศษเหล็กสูงขึ้นเนื่องจากมีเนื้อสแตนเลสและศักยภาพในการรีไซเคิล
การสอดคล้องกับเป้าหมายความยั่งยืน
-
การลดรอยเท้าคาร์บอน : ขยายอายุการใช้งานของชิ้นส่วนลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการผลิต
-
ส่วนร่วมของเศรษฐกิจหมุนเวียน : ออกแบบเพื่อให้ถอดแยกและกู้คืนวัสดุได้ง่าย
-
การคุ้มครองความหลากหลายทางชีวภาพ : เพิ่มความสมบูรณ์ของระบบกักเก็บในระบบนิเวศที่มีความเปราะบาง
-
การปฏิบัติตามกฎหมาย : เกินมาตรฐานสิ่งแวดล้อมปัจจุบันสำหรับการปฏิบัติงานในทะเล
การพัฒนาและแนวโน้มในอนาคต
การนำระบบต่อท่อแบบอัลลอยด์นิกเกิลในประเทศไปใช้อย่างประสบความสำเร็จ ได้เปิดทางสู่ความก้าวหน้าเพิ่มเติม:
แผนที่เทคโนโลยี
-
การพัฒนาวัสดุ : อัลลอยด์รุ่นใหม่ที่มีคุณสมบัติการใช้งานเหนือกว่าเดิม
-
การผสานรวมดิจิทัล : อุปกรณ์อัจฉริยะที่มีเซ็นเซอร์ฝังตัวสำหรับตรวจสอบสภาพการทำงาน
-
การผลิตแบบเติมเนื้อสาร (Additive Manufacturing) : การพิมพ์แบบ 3 มิติของชิ้นส่วนเฉพาะเพื่อลดเวลาการผลิต
-
มาตรฐาน : การพัฒนามาตรฐานทางเทคนิคของจีนสำหรับวัสดุใต้ทะเลลึก
การขยายตลาด
-
การประยุกต์ใช้งานนอกเหนือจากอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ : ศักยภาพในการใช้งานในโครงการกังหันลมนอกชายฝั่ง การทำเหมืองใต้ทะเล และการขนส่งไฮโดรเจน
-
ตลาดระหว่างประเทศ : โอกาสในการส่งออกสินค้าไปยังประเทศอื่น ๆ ที่กำลังพัฒนาทรัพยากรใต้ทะเลลึก
-
การขยายกลุ่มผลิตภัณฑ์ : การขยายการผลิตไปยังชิ้นส่วนสำคัญอื่น ๆ นอกเหนือจากอุปกรณ์ต่อพ่วง
-
บริการที่นำเสนอ : การพัฒนาระบบบริการบำรุงรักษาและตรวจสอบเฉพาะทาง
ความท้าทายและการแก้ไขปัญหาในการนำเข้าใช้งาน
การนำวัสดุใหม่มาใช้งานมีหลายความท้าทายที่ได้รับการแก้ไขอย่างประสบความสำเร็จ ดังนี้
ความท้าทายทางเทคนิค
-
การเชื่อมและการประกอบ • การพัฒนาขั้นตอนพิเศษสำหรับการติดตั้งและซ่อมแซมในพื้นที่
-
ความสม่ำเสมอของคุณภาพ • การใช้ระบบควบคุมกระบวนการที่เข้มงวดตลอดห่วงโซ่อุปทาน
-
การปรับแบบพิมพ์ให้เหมาะสม • การปรับปรุงการออกแบบระบบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพจากคุณสมบัติของวัสดุใหม่
-
การทดสอบและการตรวจสอบ • การจัดทำระเบียบวิธีการใหม่สำหรับการรับรองภายใต้สภาวะที่รุนแรง
ความท้าทายด้านองค์กร
-
การฝึกอบรมบุคลากร • โครงการฝึกอบรมอย่างครอบคลุมสำหรับวิศวกร เจ้าหน้าที่เทคนิค และบุคลากรฝ่ายบำรุงรักษา
-
การรับรองตามระเบียบข้อกำหนด • การประสานงานกับองค์กรจัดประเภทและหน่วยงานกำกับดูแล
-
การจัดการการเปลี่ยนแปลง • การเอาชนะความต้านทานตามธรรมชาติในการนำเทคโนโลยีใหม่มาใช้
-
การถ่ายโอนความรู้ : การบันทึกบทเรียนที่ได้รับจากขั้นตอนการใช้งานในระยะแรก
สรุปและวิถีวิถี
การนำอุปกรณ์ต่อท่อแบบนิกเกิล-เบสอัลลอยด์ที่ผลิตภายในประเทศของบริษัท CNOOC มาใช้เป็นครั้งแรก ถือเป็นการพัฒนาที่สร้างการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญ การพัฒนาที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างสิ้นเชิง ในการเพิ่มอายุการใช้งานได้มากขึ้นถึงสามเท่า ขณะเดียวกันก็สามารถลดต้นทุนลงได้ พร้อมกันนี้ การลดต้นทุน , ความก้าวหน้าดังกล่าวได้สร้างประโยชน์ทางเศรษฐกิจและการดำเนินงานที่สำคัญ พร้อมทั้งเสริมสร้าง ความปลอดภัยทางพลังงาน และ อิสรภาพทางเทคโนโลยี .
ความสำเร็จครั้งสำคัญนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่เพิ่มขึ้นของจีนในการผลิตวัสดุขั้นสูง และการเน้นยุทธศาสตร์ในการพัฒนาทางเลือกภายในประเทศสำหรับโครงสร้างพื้นฐานพลังงานที่สำคัญ เมื่อกิจกรรมการปฏิบัติงานในน้ำลึกยังคงมีความสำคัญเพิ่มมากขึ้นต่อการจัดหาพลังงานระดับโลก เทคโนโลยีและแนวทางที่บริษัท CNOOC และพันธมิตรได้ริเริ่มพัฒนา น่าจะมีบทบาทและอิทธิพลที่เพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรมนอกชายฝั่งระดับโลก
ในอนาคต การนำวัสดุขั้นสูงเหล่านี้ไปใช้ได้อย่างประสบความสำเร็จ จะเป็นการวางรากฐานสำหรับนวัตกรรมเพิ่มเติมในด้านวิศวกรรมนอกชายฝั่งและวิทยาศาสตร์วัสดุ โดยมีศักยภาพในการนำไปประยุกต์ใช้ beyond อุตสาหกรรมปิโตรเลียมไปสู่พลังงานหมุนเวียน การพัฒนาทรัพยากรทางทะเล และอุตสาหกรรมแนวหน้าอื่น ๆ ที่ความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมสุดขั้วมีความสำคัญสูงสุด