ທໍ່ໂລຫະອັນໃດທີ່ຕ້ານທານກັບອຸນຫະພູມສູງໃນອຸດສາຫະກໍາໄຟຟ້າ?

ເຫດຜົນທີ່ທໍ່ໂລຫະອັນເຢັນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງມີຄວາມສຳຄັນໃນການຜະລິດໄຟຟ້າທີ່ທັນສະໄໝ

ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງປັດໄຈກັ່ນຂອງກ໊າຊຮ້ອນ ແລະ ບັນຫາການເສື່ອມສະພາບຂອງວັດສະດຸ

ສະຖານທີ່ຜະລິດພະລັງງານໃນມື້ນີ້ ພວກເຂົາຍົກສູງປະສິດທິພາບໂດຍການດຳເນີນງານເຄື່ອງຈັກໄອນ້ຳທີ່ມີອຸນຫະພູມລະຫວ່າງ 600 ຫາ 650 ອົງສາເຊີນໄຊອັດຕາຄວາມດັນຂອງແຮງດັນຢູ່ເທິງ 30 ເມກາພາສຄອ. ເງື່ອນໄຂທີ່ຮຸນແຮງເຫຼົ່ານີ້ ສົ່ງຜົນກະທົບຢ່າງຮ້າຍແຮງຕໍ່ລະບົບທໍ່ເຫຼັກກົ່າງທຳມະດາ ເນື່ອງຈາກມັນເລີ່ມພັງທະລາຍຢ່າງວ່ອງໄວຈາກຜົນກະທົບຂອງການເກີດອົກຊີເດຊັ່ນ ແລະ ການປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງພາຍໃນຂອງມັນ. ນັ້ນແມ່ນເວລາທີ່ໂລຫະອັນຊິດໂຄຣມຽມ-ໂມລີດີນັມເຂົ້າມາໃຊ້. ວັດສະດຸພິເສດເຫຼົ່ານີ້ສ້າງຊັ້ນອົກຊີດປ້ອງກັນທີ່ປະກອບດ້ວຍໂຄຣມຽມໄຕຣອົກໄຊດ໌ເປັນຫຼັກ ແລະ ຊັ້ນດັ່ງກ່າວສາມາດຊົດເຊີຍຕົນເອງໄດ້ຕາມຂະນະເວລາ. ໃຊ້ເຫຼັກ P91 ເປັນຕົວຢ່າງ ມັນປະກອບດ້ວຍໂຄຣມຽມປະມານ 8 ຫາ 9.5 ເປີເຊັນ ແລະ ສາມາດຢືນຢູ່ໄດ້ໃນການດຳເນີນງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງທີ່ 600 ອົງສາເຊີນໄຊ ເຊິ່ງເຫຼັກກົ່າງທຳມະດາບໍ່ສາມາດເຮັດໄດ້ໂດຍບໍ່ມີການເສື່ອມສະພາບຢ່າງວ່ອງໄວ ແລະ ສູນເສຍຄຸນສົມບັດຄວາມແຂງແຮງຂອງມັນ. ຂໍ້ມູນຈາກອຸດສາຫະກໍາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ເມື່ອໂຮງງານບໍ່ໃຊ້ໂລຫະອັນຊິດພິເສດເຫຼົ່ານີ້ ມັກຈະມີບັນຫາການບຳລຸງຮັກສາທີ່ບໍ່ຄາດຄິດເກີດຂຶ້ນຫຼາຍຂຶ້ນປະມານ 30 ເປີເຊັນ ກັບກັງຫັນ ເຊິ່ງແນ່ນອນວ່າມັນມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ຕົ້ນທຶນການດຳເນີນງານ ແລະ ເວລາທີ່ຢຸດເຊົາການດຳເນີນງານ.

ຮູບແບບການລົ້ມເຫລວທີ່ສຳຄັນ: ການຄອຍຍືດ, ການເກີດສີດໍາ, ແລະ ການເສຍຮູບຈາກຄວາມຮ້ອນ

ທໍ່ໂລຫະປະສົງທີ່ຕ້ານທານອຸນຫະພູມສູງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນກົນໄກການລົ້ມເຫລວທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັນສາມຢ່າງ ທີ່ເປັນອັນຕະລາຍຕໍ່ການໃຊ້ງານແລະຄວາມປອດໄພຂອງໂຮງງານ:

• ການເສຍຮູບຈາກການຄອຍຍືດ : ໃຕ້ຄວາມຕຶງເຄັ່ງແລະອຸນຫະພູມຄົງທີ່, ຜົນກະທຳຕໍ່ທໍ່ຈະຄ່ອຍໆບາງລົງ. ຊະນິດທີ່ເຮັດດ້ວຍວານາດຽມ ແລະ ໄນໂตรເຈນເຊັ່ນ P92 ສາມາດຫຼຸດອັດຕາການຄອຍຍືດໃນໄລຍະຍາວລົງໄດ້ 60% ຖ້າທຽບກັບວັດສະດຸເກົ່າ, ຕາມຂໍ້ມູນ ASME B31.1-2023.
• ການເກີດອົກຊີເດຊັ່ນ : ລົມຮ້ອນເຮັດປະຕິກິລິຍາກັບພື້ນຜິວທໍ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຊັ້ນຝາບາງໆ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມແຮງຂອງທໍ່. ໂລຫະປະສົງທີ່ມີໂຄຣເມຍມສູງຈະສ້າງຊັ້ນກັ້ນ CrO ທີ່ແໜ້ນໜາ, ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍວັດສະດຸໄດ້ເຖິງ 80%.
• ຄວາມເມື່ອຍຮ້ອນ : ການຄວາມຮ້ອນ ແລະ ການເຢັນລົງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເຮັດໃຫ້ເກີດແຕກຮອກນ້ອຍໆຕາມຈຸດເຊື່ອມ ແລະ ຈຸດງໍ. ໂລຫະປະສົງທີ່ເຮັດດ້ວຍນິກເຄິນ—ລວມທັງ Inconel 625—ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມທົນທານທີ່ດີໃນການໃຊ້ງານເກີນ 10,000 ວົງຈອນຄວາມຮ້ອນໃນການນຳໃຊ້ພະລັງງານແສງຕາເວັນແບບເຂັ້ມ (CSP).

ໂດຍລວມ, ການລົ້ມເຫລວທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂຈາກຮູບແບບເຫຼົ່ານີ້ ສາມາດນຳໄປສູ່ການລະງັບການເຮັດວຽກທີ່ບໍ່ໄດ້ວາງແຜນໄວ້ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ໂຮງງານຜະລິດໄຟຟ້າເສຍຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເຖິງ 740,000 ໂດລາສະຫະລັດຕໍ່ມື້, ຕາມຂໍ້ມູນຈາກສະຖາບັນ Ponemon.

ທໍ່ໂລຫະອັນເຊີຍ Chromoly (P11–P92): ການດຸ້ນດ່ຽງລະຫວ່າງຄວາມແຂງແຮງ, ຕົ້ນທຶນ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື

ການພັດທະນາຈາກ P22 ໄປເປັນ P91/P92: ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການຢືດຍາວ (Creep Strength) ທີ່ 600–650°C

ເມື່ອອຸນຫະພູມໄອນ້ຳເພີ່ມຂຶ້ນເພື່ອຍົກສູງປະສິດທິພາບທາງດ້ານຄວາມຮ້ອນ, ໂລຫະສະແຕນເລດ P22 ດັ້ງເດີມ (ທີ່ມີโครເມຽມ 2.25% ແລະ ໂມລີບດີນຳ 1%) ຈະເຂົ້າເຖິງຂອບເຂດຂອງມັນທີ່ປະມານ 565 ອົງສາເຊີນໄຊອຸດ, ໃນຈຸດນີ້ ຄວາມສາມາດໃນການຕ້ານທານຕໍ່ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຈະຫຼຸດລົງຢ່າງຮຸນແຮງ, ຫຼຸດລົງປະມານ 40% ສົມທຽບກັບໂລຫະອັນເຊີຍໃໝ່ກວ່າຄື P91 ແລະ P92. ການຄົ້ນພົບທີ່ແທ້ຈິງເກີດຂຶ້ນກັບເຕັກນິກການຜະສົມໂລຫະໃນລະດັບຈຸລະພາກ. ເອົາ P91 ເປັນຕົວຢ່າງ, ໂຄງສ້າງ martensite ທີ່ຖືກອົບຮ້ອນຂອງມັນໄດ້ຮັບຄວາມແຂງແຮງເພີ່ມເຕີມຈາກອະນຸພາກຄາໂບໄນໄຕຣ (MX carbonitride) ທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍຈາກແວນເດີຢູມ ແລະ ນິໂອເບຍມ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນມີຄວາມສາມາດໃນການຕ້ານທານຄວາມເຄັ່ງຕຶງດີຂຶ້ນປະມານ 35% ທີ່ 600C ສົມທຽບກັບ P22 ດັ້ງເດີມ. ສ່ວນ P92 ກໍ່ໄດ້ພັດທະນາໄປອີກຂັ້ນດ້ວຍການເພີ່ມທັງເສັ້ນ (tungsten) ແທນທີ່ຈະໃຊ້ໂມລີບດີນຳບາງສ່ວນ (ປະມານ 1.8% ທັງເສັ້ນປະສົມກັບໂມລີບດີນຳ 0.5%). ການປ່ຽນແປງນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງໜ້າເຊື່ອຖືສູງສຸດເຖິງ 650C ໃນຂະນະທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການຢືດຍາວ (creep) ດີຂຶ້ນ 20% ສົມທຽບກັບ P91.

ການປະຕິບັດຕາມ ASTM A335 ແລະ ຂໍ້ກຳນົດການອອກແບບ ASME B31.1 ສຳລັບລະບົບທໍລວມອາລາຍ

ການເລືອກວັດສະດຸຕ້ອງສອດຄ່ອງກັບມາດຕະຖານອຸດສາຫະກໍາທີ່ເຂັ້ງງວດ. ເຊັ່ນ: ASTM A335 ທີ່ກໍານົດຂໍ້ມູນປະກອບຂອງທໍ່ໂລຫະອັລລອຍແບບບໍ່ມີຂໍ້ຕໍ່, ວິທີການຮັກສາດ້ວຍຄວາມຮ້ອນ, ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງມັນ. ຂໍ້ກໍານົດເຫຼົ່ານີ້ກໍມີຄວາມລະອຽດອ່ອນ. ສໍາລັບເຫຼັກ P91 ເນື້ອໃນโครเมີອຸມຕ້ອງຢູ່ໃນຊ່ວງ 8.0 ຫາ 9.5 ເປີເຊັນ ໃນຂະນະທີ່ໂມລີດີນຳຢູ່ໃນຊ່ວງ 0.85 ຫາ 1.05 ເປີເຊັນ. ໃນຂະນະທີ່ອອກແບບລະບົບເຫຼົ່ານີ້, ວິສະວະກອນຈະປະຕິບັດຕາມຄໍາແນະນໍາ ASME B31.1 ທີ່ກໍານົດຂອບເຂດຄວາມເຄັ່ງຕຶງຕາມປັດໄຈອຸນຫະພູມ. ທີ່ປະມານ 600 ອົງສາເຊວໄຊເຍັດ, P91 ສາມາດຮັບມືກັບຄວາມເຄັ່ງຕຶງໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນປະມານ 2.3 ເທົ່າ ປຽບທຽບກັບເຫຼັກກົ່ວປົກກະຕິ. ອີກສິ່ງໜຶ່ງທີ່ນັກອອກແບບຕ້ອງຄຳນຶງເຖິງກໍຄື chromoly ຈະຂະຫຍາຍຕົວໜ້ອຍກວ່າເມື່ອຖືກເຮັດໃຫ້ຮ້ອນ. ການຂະຫຍາຍຕົວໜ້ອຍລົງປະມານ 15 ເປີເຊັນ ທຽບກັບເຫຼັກກົ່ວໃນອຸນຫະພູມສູງນັ້ນ ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຄັ່ງຕຶງຕໍ່ສ່ວນຮັບນໍ້າໜັກ ແລະ ຫຼຸດບັນຫາຕ່າງໆທີ່ເກີດຂຶ້ນຕາມຈຸດຍຶດຕິດ ແລະ ມຸມງໍ. ທຸກໆລະບົບທີ່ສໍາເລັດແລ້ວຈະຖືກທົດສອບຄວາມດັນນໍ້າ (hydrostatic pressure tests) ຕາມຂໍ້ກໍານົດຂອງ ASME Section I. ການທົດສອບເຫຼົ່ານີ້ຈະນໍາໃຊ້ຄວາມດັນ 1.5 ເທົ່າຂອງຄວາມດັນການເຮັດວຽກປົກກະຕິ ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າທຸກຢ່າງຈະຢູ່ຕົວໄດ້ຢ່າງໜັກແໜ້ນພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໃຊ້ງານຈິງ.

ທໍ່ໂລຫະອັນເປັນຊະນິດພິເສດທີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງນິກເຄີ: Inconel, Incoloy ແລະ Hastelloy ສຳລັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ

ຕ້ານทานຕໍ່ການເກີດຊືກໄລຍະ (Sulfidation) ແລະ ການກັດກ່ອນຈາກເກືອທີ່ຢູ່ໃນສະພາບແຫຼວໃນໂຮງງານຜະລິດພະລັງງານຈາກຂີ້ເຫຍື້ອ ແລະ ໂຮງງານພະລັງງານແສງຕາເວັນແບບເຂັ້ມຂົ້ນ (CSP)

ໂລຫະອັນທີ່ນິຍົມທົ່ວໄປບໍ່ສາມາດໃຊ້ໄດ້ໃນໂຮງງານຜະລິດພະລັງງານຈາກຂີ້ເຫຍື້ອ ແລະ ແຜ່ນຜະລິດພະລັງງານແສງຕາເວັນແບບເຂັ້ມຂົ້ນ (CSP) ທີ່ມີການກັດກ່ອນຈາກສານເຄມີຢ່າງຮຸນແຮງ. ລົມຖ່າຍທີ່ມີກຳມະສານຊືກ (Sulfur) ຈະເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາການເກີດຊືກໄລຍະຢ່າງໄວວາ ແລະ ເກືອໄນເຕຣດທີ່ຢູ່ໃນສະພາບແຫຼວທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງກວ່າ 600 ອົງສາເຊີເຊຍຍັງກັດກ່ອນວັດສະດຸ ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍหาย ແລະ ຄວາມເປັນເປືອຍງ່າຍ. ນັ້ນແມ່ນເຫດຜົນທີ່ວິສະວະກອນຫັນມາໃຊ້ໂລຫະອັນທີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງນິກເຄີ ເຊັ່ນ: Inconel, Incoloy ແລະ Hastelloy. ໂລຫະເຫຼົ່ານີ້ມີນິກເຄີຫຼາຍກວ່າ 60% ຊຶ່ງຊ່ວຍຮັກສາຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງໂຄງສ້າງໂລຫະໄດ້ເຖິງແມ່ນໃນສະພາບອຸນຫະພູມສູງ. ພວກມັນຍັງມີສ່ວນປະກອບຂອງโครເມຽມເພື່ອຕ້ານການເກີດອົກໄຊດ໌ ແລະ ການເກີດຊືກໄລຍະ ແລະ ເພີ່ມໂມລີດີນຳມເພື່ອປ້ອງກັນບາດແຜທີ່ເກີດຈາກ chloride ແລະ sulfate ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ.

Hastelloy C-276, ຕົວຢ່າງ, ສາມາດຫຼຸດອັດຕາການເກີດຊູນໄຟຣດລົງໄດ້ເຖິງ 90% ເມື່ອປຽບທຽບກັບສະແຕນເລດທົ່ວໄປໃນທໍ່ພັດລົມຮ້ອນຂອງເຕົາເຜົາຂີ້ເຫຍື້ອ. ໃນໂຮງງານ CSP, Inconel 625 ສາມາດຮັກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງຕໍ່ການດຶງດູດໄດ້ຫຼາຍກວ່າ 500 MPa ຫຼັງຈາກໃຊ້ງານຕໍ່ເນື່ອງເປັນເວລາ 10,000 ຊົ່ວໂມງໃນເກືອໄນເຕຣດແບບລວນ, ເຮັດໃຫ້ສາມາດດຳເນີນງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ປອດໄພ ໂດຍທີ່ທໍ່ກາກບອນ ຫຼື ທໍ່ chromoly ຈະຕ້ອງໄດ້ຮັບການປ່ຽນແທນທຸກໆ 12–18 ເດືອນ.

ຄຳຖາມທີ່ຖາມບໍ່ຍາກ

1. ອັນໃດທີ່ເຮັດໃຫ້ທໍ່ໂລຫະອັລລອຍທີ່ຮັບອຸນຫະພູມສູງມີຄວາມຈຳເປັນໃນການຜະລິດພະລັງງານທີ່ທັນສະໄໝ?
ທໍ່ໂລຫະອັລລອຍທີ່ຮັບອຸນຫະພູມສູງມີຄວາມສຳຄັນຍ້ອນວ່າມັນສາມາດຕ້ານທານຕໍ່ອຸນຫະພູມສູງ ແລະ ຄວາມດັນຂອງກັດຊະລະບົມທີ່ມີຢູ່ໃນການຜະລິດພະລັງງານ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການບຳລຸງຮັກສາ ແລະ ການຢຸດເຊົາການດຳເນີນງານທີ່ບໍ່ຄາດຄິດ.

2. Chromium molybdenum alloys ປ້ອງກັນການເກີດການກັດຊະລະບົມໄດ້ແນວໃດ?
ໂລຫະອັລລອຍ chromium molybdenum ສາມາດສ້າງຊັ້ນອົກໄຊດ໌ທີ່ຊົດເຊີຍຕົນເອງໄດ້ ໂດຍສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍ chromium trioxide, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການກັດຊະລະບົມ ແລະ ຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງທໍ່.

3. ບັນຫາຫຼັກໆທີ່ເກີດຂຶ້ນກັບທໍ່ໂລຫະອັລລອຍທີ່ຮັບອຸນຫະພູມສູງແມ່ນຫຍັງ?
ພວກມັນແກ້ໄຂບັນຫາການເສຍຮູບຊ້ຳ, ຄວາມເສຍຫາຍຈາກການເກີດອົກຊີເດຊັນ, ແລະ ຄວາມເມື່ອຍຈາກຄວາມຮ້ອນ, ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພ ແລະ ປະສິດທິພາບຂອງໂຮງງານ.

4. ເປັນຫຍັງເຫຼັກ P91 ຈຶ່ງຖືກໃຊ້ເລືອກສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ?
ເຫຼັກ P91 ແມ່ນຖືກໃຊ້ເລືອກຍ້ອນມີໂຊດຽມປະສົມສູງ, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ຈັດການຄວາມຕຶງເຄັ່ງໄດ້ດີຂຶ້ນ ແລະ ຕ້ານທານຕໍ່ການເສຍຮູບຊ້ຳໃນອຸນຫະພູມສູງ.