Vaka Çalışması: Isı Değiştiricilerdeki Süper Duplex Paslanmaz Çelik U Borular, Zorlu Deniz Dışı Ortamlarda 316Ti'ye Göre 5 Kat Daha Uzun Ömürlü

Vaka Çalışması: Isı Değiştiricilerdeki Süper Duplex Paslanmaz Çelik U Borular, Zorlu Deniz Dışı Ortamlarda 316Ti'ye Göre 5 Kat Daha Uzun Ömürlü

Özet

kapsamlı bir beş yıl süren alan çalışması kuzey Denizi açık deniz platformlarında gösteriyor ki super-duplex paslanmaz çelik (UNS S32750) U-borular 5 kat daha uzun hizmet ömrü sağlar geleneksel 316Ti paslanmaz çeliğe kıyasla zorlu deniz dışı ortamlarda. Bu performans avantajı, önemli ölçüde maliyet tasarrufu , azaltılmış durma süresi ve kritik ısı değiştirme uygulamalarında iyileştirilmiş operasyonel güvenlik anlamına gelir.

1 Giriş ve Uygulama Bağlamı

1.1 Deniz Dışı Çalışma Ortamı

Çalışma boyunca yürütüldü altı deniz dışı platform kuzey Denizi'nde çalışan ve şu özelliklerle tanımlanan platformlar:

• Yüksek klorür ortamları : 30.000-35.000 ppm klorür içeriği

• Sıcaklık değişimi : 40-120°C çalışma sıcaklıkları

• Yüksek basınç : 50-200 bar çalışma basınçları

• Mikrobiyolojik aktivite : Sülfat indirgeyen bakteriler mevcut

• Döngüsel yükleme : Isı ve basınç dalgalanmaları

1.2 Isı Değiştirici Özellikleri

• TUR : Gövde ve boru tipi ısı değiştiriciler

• Hizmet : Boru tarafında deniz suyu soğutması, gövde tarafında proses sıvıları

• Tasarım basıncı : Boru tarafında 60 bar, gövde tarafında 40 bar

• Tasarım sıcaklığı : 130°C

• Akış hızları : 2,5-3,5 m/s deniz suyu hızı

2 Malzeme Karşılaştırması

2.1 Malzeme Özellikleri

Tablo: Kimyasal Kompozisyon Karşılaştırması (Ağırlık %)

2.2 Mekanik Özellikler

Tablo: Mekanik Özellikler Karşılaştırması

3 Performans Karşılaştırması ve Arıza Analizi

3.1 Hizmet Ömrü Verileri

Tablo: Alan Performansı Sonuçları

3,2 Arıza Mekanizmaları Analizi

316Ti Borular

• Yüzey çöküntü korozyonu : Oyuk (crevice) bölgelerinde derin çukurlar (>2 mm)

• Derinlik Korozyonu : Tortunun altında ve boru plakası arayüzlerinde

• Gerilme Korozyonu Çatlaması : Kalıntı gerilmelerden ve klorürlerden dolayı

• Mikrobiyolojik etkili korozyon : Bakteriyel tortular altında

• Aşınma-korozyon : Giriş bölgelerinde ve bükümlerde

Super-Duplex S32750 Borular

• Hafif oyuklanma : 8+ yıldan sonra yüzeysel oyuklar (<0.1 mm derinlikte)

• Eşleşmeyen çatlak : Gerilme korozyon çatlamasının olmaması

• En aza indirgenmiş oyuk korozyonu : Sadece estetiksel hasar

• Düzgün korozyon oranı : <0,01 mm/yıl

4 Kök Neden Analizi

4.1 Korozyon Direnç Mekanizmaları

Aşırı çelik paslanmaz çeliğin üstün performansı şundan kaynaklanmaktadır:

• Daha Yüksek PREN Değeri : 40-45 vs. 316Ti için 24-28

• Çift fazlı mikroyapı : Yaklaşık %50:50 östenit-ferrit

• Azot alaşımlaması : Oyuklanma direncini ve dayanıklılığı artırır

• Krom ve molibden içeriği : Üstün pasif film oluşumu

• Mikroyapısal kararlılık : Faz çökelmesine direnç

4.2 Mekanik Performans Avantajları

• Daha yüksek dayanım : Daha az cidar kalınlığı gereksinimi

• Daha iyi yorulma direnci : Isı döngülerine dayanıklılık

• Üstün aşınma direnci : Koruyucu yüzey filmidir

• Gerilme korozyon çatlaması direnci artırılmıştır : Açık deniz uygulamaları için kritik öneme sahiptir

5 Ekonomik Analiz

5.1 Toplam Sahip Olma Maliyeti

*Tablo: Isı Değiştirici Başına 10-Yıllık Maliyet Karşılaştırması*

%5,2 Getiri Oranı

• Geri Ödeme Süresi : Daha yüksek başlangıç maliyetine rağmen <18 ay

• Geri dönüşü : 10 yıllık kullanım süresince %400'den fazla

• Düşük çalışma süresi azalması : Üretim kesintisinde %80 azalma

• Bakım Maliyeti Azaltımı : Bakım giderlerinde %67 azalma

6 Teknik Uygulama Hususları

6.1 İmalat ve Kurulum

• Kaynak gereksinimleri : Kontrollü ısı girişi ve koruyucu gaz

• Boru genleşmesi : Aşırı soğuk işten kaçınmak için dikkatli kontrol

• Temizlik Prosedürleri : Demir kontaminasyonunu önleyin

• Kalite Kontrolü : Katı NDE gereksinimleri

6.2 Operasyonel Kılavuzlar

• Sıcaklık sınırlamaları : Maksimum 250°C sürekli kullanım

• Akış hızı önerileri : Fouling'ı önlemek için en az 4-6 m/s

• Temizlik Sıklığı : 316Ti'ye göre azaltılmış gereksinim

• Müfettişlik aralıkları : 12 ay yerine 36 aya kadar uzatıldı

7 Adet Örnek

7.1 Platform A - Soğutma Suyu Hizmeti

• Hizmet : Deniz suyu soğutma, 45°C, 3,2 m/s hız

• 316Ti performansı : Oyuk ve çizgili korozyon nedeniyle 23 ayda başarısız oldu

• S32750 performansı : 11 yıl sonra hala kullanımda, minimal duvar incelmesi

• Tasarruf : 2,8 milyon dolarlık durma süresi ve değiştirme maliyetinden kaçınıldı

7.2 Platform B - Proses Soğutması

• Hizmet : Hidrokarbon soğutma, 95°C, H₂S içeriğiyle

• 316Ti performansı : 14 ayda stres korozyon çatlaması

• S32750 performansı : 9 yıl hizmet süresince hiçbir bozulma olmadı

• Güvenlik iyileştirme : Proses sızıntısı riski ortadan kaldırıldı

8 Sektörel Etkiler ve Öneriler

8.1 Tasarım Önerileri

• Malzeme Seçimi : Klorür içeren ortamlar için S32750 belirtin

• Duvar Kalınlığı : Daha yüksek dayanım nedeniyle %30-40 oranında azaltılabilir

• Korozyon payı : S32750 için 3 mm'den 1 mm'ye düşür

• Denetim planlaması : İyileştirilmiş güvenilirliğe dayalı aralıkları uzat

8.2 Satın Alma Stratejisi

• Yaşam döngüsü maliyeti : İlk fiyat yerine toplam maliyeti değerlendir

• Tedarikçi yeterlilik değerlendirmesi : Uygun üretim belgelerini gerektir

• Kalite doğrulama : Katı gelen malzeme denetimini uygula

• Belgeleme : Tam izlenebilirlik ve sertifikalandırma gerektirir

9 Gelecek Vizyonu

9.1 Teknoloji Geliştirme

• Gelişmiş üretim : İyileştirilmiş boru imalat süreçleri

• Alaşım geliştirme : Korozyon direncinde daha ileri iyileştirmeler

• İzleme teknolojisi : Gerçek zamanlı korozyon izleme sistemleri

• Tahmin edici bakım : Yapay zeka destekli arıza tahmin modelleri

9.2 Sektörel Trendler

• Artan benimsenme : Zorlu ortamlarda artan kullanım

• Standartlaştırma : Daha fazla tasarım belirtimlerinde yer bulma

• Maliyet azaltımı : Benimsenmenin artmasıyla birlikte fiyat priminde azalma

• Küresel kullanılabilirlik : İyileşen tedarik zinciri ve ulaşılabilirlik

10 Sonuç

Saha performansı verileri, süper-dupleks paslanmaz çelik UNS S32750'un süper-dupleks paslanmaz çelik UNS S32750 sağlar önemli ölçüde daha uzun hizmet ömrü ve daha düşük toplam maliyet denizcilik ısı değiştirici uygulamalarında 316Ti'ye kıyasla. 5 kat uzayan ömür, bakımın azaltılması, daha az parça değişimi ve üretim kesintilerinin en aza indirilmesiyle sağlanan önemli ekonomik faydalar sunar.

Yeni proje veya yerine koyma senaryolarında, özellikle klorid içeren zorlu ortamlarda, süper-dupleks paslanmaz çeliğin seçilmesi hem teknik hem de ekonomik olarak en iyi uygulamadır. İlk malzeme maliyetindeki artış, yaşam döngüsü maliyetlerindeki ciddi azalma ve operasyonel güvenilirlikteki iyileşme ile kısa sürede karşılanmaktadır.

Tavsiye : Denizcilik ortamlarında, özellikle deniz suyu soğutması veya diğer klorür içeren işlemlerde yer alan tüm ısı değiştirici uygulamaları için süper duplex paslanmaz çelik UNS S32750 belirtin.