Хайлшийн гангаар хийсэн цооног нь хэвийн гангаас давуу талынхаа үр дүнд маш өндөр даралт температурын нөхцөлд ажилладаг. Тодорхойлбол 600 бар-аас дээш даралт ба 1,200 хэм Целсийн температурт ч тэсвэрлэнэ. Хром ба молибден нэмснээр бодисын дотоод бүтцийг баталгаажуулж, металл дахин давтагдах ачаалал үед хэлбэрээ алдахгүйгээр хамгаалдаг. Энэ жилийн өндөр даралтын системийн сүүлийн тайлангийн мэдээлэлд дүнгээр үзвэл, хүнд петрохимийн крекинг үйл ажиллагааны 50 мянган даралтын циклд хайлш ганганы хоолойнууд өөрийн анхны бат бөх чанарын 98.7% хадгалж байна. Энэ нь нүүрстөрөгчийн гангаас хамаагүй сайн бөгөөд ижил нөхцөлд зөвхөн 76.4% бат бөх чанарыг хадгалж чаддаг.
| Чадвар | Нүүрстөрөгчийн ган | Цахилгаан хэрэглэлийн ган | Хайлшны хоолой |
|---|---|---|---|
| Суналтын бат бэх (MPa) | 400–600 | 520–800 | 800–2,000 |
| Температурын хязгаар | 300°C | 800°C | 1,200°C |
| Хөгц тэсвэр | 1× Түвшин | 3× Дэлгэрэнгүй болох | 8× Дэлгэрэнгүй болох |
Энэ ажиллагааны давуу тал нь хүнд нөхцөл байдалд ашиглагдах хайлш цахилгаан утаснуудыг дулааны уурын шугам, даралтанд 350 бар/цаг хүртэл хэлбэлзэх шаардлагатай хэрэглээнд сонголтоор ашиглах боломжийг олгодог.
ASTM A335 P91 хайлш цилиндрийн ган трубнуудын ханын зузааныг 30%-иар багасгаж болох бөгөөд хий дамжуулах системд шаардлагатай 2,000 psi-ийн аюулгүй буферт даралтыг хадгалж чаддаг. Эдгээр цилиндрийн онцлог нь стресст коррозийн трещин (SCC)-ээс тэсвэртэй фазын тогтвортой бүтцийг агуулдаг. Энэ нь 4,500 psi орчим даралтанд ажилладаг тэнгисийн цогц байгууламжид онцгой ач холбогдолтой болдог. 2023 оны газрын тос, хүнд дахь цилиндрийн найдвартай байдлын туршилтын үр дүнг харвал эдгээр хайлш цилиндрийг ашиглаж байсан компаниуд нь хуучин ган цилиндрийн хувилбаруудтай харьцулахад даралттай холбоотой асуудал 87%-иар багассан гэж мэдэгдсэн. Тоо мэдээ нь өөрөө л ярьдаг ч хамгийн чухал нь энэ нь ажлын үйл явцыг хэрхэн илүү аюулгүй болгож, индүстрийн хэмжээнд зогсолтгүй ажиллагааг хангаж байгааг юм.
Хром болон молибден уулзвал химийн бодисуудаас хамгаалах нэгэн төрлийн хамгаалал үүсгэнэ. Энэ хамгаалал нь усны хордолт, хүчлийн нөлөө, мөн далайн эрэг дээрх давс ихтэй орчинд тэсвэртэй байдаг тул эдгээр хоолойнууд нь химийн үйлдвэр болон давс ихтэй орчинд ашиглахад маш тохиромжтой. Шинжилгээнд хүчилтөрөгч ихтэй орчинд никель-хром аюулгүй байдал нь энгийн нүүрстөрөгчийн гангаас хамаагүй урт хугацаагаар ажилладгийг харуулжээ. Арван жилийн дараа хордолтын хэмжээ 85% бага байна. Энэ нь практик ач холбогдолтой юу гэвэл үйл ажиллагааны явцад гарах гэнэтийн зогсолт багасна гэсэн үг юм. Засварын багууд нийт засварын ажлын 40-60% хүртэл бага тохиолдолд авар emergency засварын шаардлагатай байсан бөгөөд энэ нь засварын хүлээлтийн хугацаа болон зардлыг бууруулжээ.
Устөрөгчийн сульфид (H2S) болон нүүрсний давхар исэл (CO2) агуулсан орчинтой ажиллах үед хайлшид зориулсан гангаар хийсэн цилиндрүүд нь ихэвчлэн хүчний коррозийн трещин үүсгэхээс илүү сайн тэсвэрлэдэг. 2023 онд хийсэн сүүлийн талбайн шалгалтуудад далайн эрэг ойролцоох нүх сургах үйл ажиллагааны талаар сонирхолтой мэдээлэл гарч ирлээ: Дуплекс цуврал цагаан ган хайлш нь 15,000 psi-с дээш даралтанд сульфидын трещин үүсэхээс тэсвэрлэж чаддаг. Тиймээс API 5L стандартын дагуу үйлдвэрлэсэн нүүрстөрөгчийн ган нь ижил нөхцөлд дөнгөж 12-18 сарын дотор хугарч эхэлдэг. Эдгээр хайлш яагаад ийм бат бөх чанартай вэ? Тусгайлан бэхжүүлсэн аустеник-ферритийн микроструктура нь энд том үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ онцгой бүтэц нь систем доторх H2S-ийн түвшин 1 сая нэгжийн 50-г давж өнгөрсөн ч устөрөгчийн эмх цэгцгүйдэлд тэсвэрлэж чаддаг. Гүн нүхний төслүүдэд ажиллаж буй инженерүүдийн хувьд эдгээр материалын ганцхан ганц ч гэсэн гүйцэтгэлийн ялгаа нь урт хугацаат засварын төлөвлөлтөнд маш их нөлөө үзүүлдэг.
Хайлшгүй гангаас 30–50% үнэ ихтэй ч тэдгээрийн үйлчилгээний хугацаа хорт орчинд 25 жилээс дээш үргэлжилдэг тул нийт эдийн засгийн зардал 70%-иар буурдаг. Түүхий нефтийг боловсруулах, геотермал энергийн салбарын үйл эксплуататорууд нь солих ажлыг багасгаж, гохолд хүргэсэн үйлдвэрлэлийн алдагдлыг багасгаж 3–5 жилийн дотор анхны хөрөнгө оруулалтаа нөхөн төлдөг.
10,000 psi-аас дээш даралт бүхий шахмал газрын болон хийгийн үйл ажиллагаануудад хайлшлсэн гангаар хийсэн цоонхон нь стандарт материалын хувьд таарахгүй байх аюулгүй байдалын тодорхой зүйлийг олгох боломжтой. Эдгээр онцгой цоонхонуудын ихэвчлэн 70,000-120,000 psi хүртэлх уян хатан байдлын бат бөх чанар байдаг бөгөөд энэ нь цоонхонд эхлээд даралт нэмэгдэхэд тэсвэрлэх чадвартай байдаг. Хүхрийн устөрөгч ихтэй орчинд үүсдэг сульфидын стрессын коррозийн трещинуудыг эсэргүүцэх чадвартай хромиум болон молибден элементүүдийг нэмснээр тодорхой хэрэглээнд илүү сайн болгодог. Стандарт нүүрстөрөгчийн ган нь ойролцоогоор 800 градус Фаренгейт (427 градус Цельсий) температураас дээш хугацаагаар муруйж, хэлбэрээ алдаж болох бөгөөд энэ нь системийн чухал цэгүүд болох толгойн хэсгүүд, шахагуур станцууд дээрх токуудтай асуудал үүсгэдэг. Иймээс ихэнх үйл ажиллагааны операторууд экстрем үе шатанд урт хугацааны найдвартай байдалд хайлшлсэн цоонхон шийдлийг илүүд үздэг.
Хайлш цоонхнууд нь 15,000 psi-с дээш даралт тэсвэл зэрэгцэн далайн усны коррозийн эсрэг тэсвэртэй байх ёстой тул хөндийн урд татагч, шидэт мод зэрэг далайн доод тоноглолын хувьд маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Газрын үйл ажиллагаа нь мөн 9,000-15,000 psi-д ажилладаг гидравлик хагалах насосны хувьд элэгдүүлэгч хагалах шингэнийг ашигладаг тул энэ төхөөрөмжинд ихээр тулгуурладаг. Түүнээс өмнөх өгөгдлүүд нь цахилгаан гангаар хийсэн хоолойн тоноглолтой талбайнууд нь түүнээс бусад цахилгаан гангаар хийсэн талбайнуудын харьцаа нь тодорхойгүй цагийн 40% бага байдагийг харуулж байна. Үндсэн шалтгаан нь юу вэ? Эдгээр хайлш нь буцах насосоор бургилж байх үед үе давтагдах стрессийн циклд илүү сайн тэсвэрлэдэг.
2021 онд Луизианын эрэг орчимд болсон нэгэн аюултай түүх нь компаниуд хүчиллэг хийг тээвэрлэхэд хайлш цохны оронд нүүрстөрөгчийн сталь цохыг ашиглах үед юу болдог талаар анхаарлыг татах боллоо. Нийт хүртэл 18 сарын дотор хүртэл үйлчилсэн цохонд шингэн устөрөгчийн хүлс агуулсан хийг тээвэрлэх үед асуудал гарч эхэлсэн юм. Устөрөгчийн нөлөөгөөр цох ямагт хагарч байсан тул компани нийт 8.2 сая ам.доллар зарцуулан цохыг авч хаях шаардлагатай болсон юм. Металл судлаачид судалгаа хийхэд цох нь цацрагийн хувьд 0.35%-ийн жин алдаж байжээ. Энэ нь хайлш сталь ашигласан тохиолдолд байдагт 3 дахин муу үзүүлэлт юм. Бүс нутгийн бусад төхөөрөмжүүдийг судалбал хайлш цох ашигласан газрууд илүү сайн үр дүнтэй байв. Тэдний жилийн дундаж коррозийн алдагдал 10 жил байнга ажилласан ч 0.1%-аас доош байжээ.
Энэхүү онд Materials Science Today сэтгүүлд дурдсан байдлаар шинэ хайлуур цахилгаан болон молибдены тэнцвэртэй гангаар үйлдвэрлэгдэх бөгөөд энэ нь ердийн нүүрстөрөгчийн гангаас 30-50% их хүчтэй байдаг. Энэ нь үйлдвэрлэгчид эд материалыг боловсруулах үед яаж өөрчлөгдөхийг нь удирдах боломжтой болгож өгдөг тул 15,000 psi-с дээш шахалт үед гэнэтийн хугалах магадлал бага байдаг. Энэ жилийн эхэнд Advanced Engineering Materials сэтгүүлд хэвлэгдсэн судалгаа нь титангаар тогтворжуулсан зарим хайлш нь хамгийн багадаа минус 50 хэм хүртэлх температурт хүрэлдэг гэж заассан байдаг. Түүнчлэн эд материалын урд туйлын хүйтэн нөхцөл байнга байдаг Арктикт өнгөрдөг хоолойн шугамын хувьд онцгой сонголт болохыг илтгэнэ.
Хайлшийн ган цохилт тогтвортой 600 хэмийн температурт өртөх үед энгийн ганаас дунджаар 40 хувь сайн ажилладаг. Энэ нь цахилгаан станцын катализаторын орд нь их халуун байдаг тул гадагш тэлэх хэмжээг бууруулахад тусалдаг. Энэ сайжруулсан тогтвортой байдлын шалтгаан нь карбид үүсгэдэг элементүүдийн ажиллагаа юм. Жишээ нь: ванадиум, ниобиум нь инженерүүдийн бодисын тал бүр дээрх гадаргуугийн үрэлтийг эсэргүүцдэг. Тухайн цахилгаан станцын хувьд эдгээр хайлш ган цохилт нь стандарт материалынхаа хэмжээнээс илүү урт хугацаагаар ажилладаг. Стандарт материалын хувьд тогтмол температурын циклд орж 12-18 сарын дотор эвдэрч байна.
Хайлшийн гуурсын ханын зузааныг оновчтой болгох нь даралт тэсэн зогсох чадварыг материал ашиглалтын үр ашигтай тэнцвэртэй байлгадаг. Шинжлэх ухааны судалгаа Шингэний динамикийн сэтгүүл (2023) Ханын зузааныг 12%-иар нэмэх нь 5,000 psi нөхцөлд дэгдэх эрсдлийг 34%-иар бууруулдаг. Гол анхаарах зүйлс:
Нарийхан хананууд нь тогтвортой, бага нарийн шингэнийг зориулж, харин зүсэлтийг үүсгэдэг шламыг зузаан ханатай хийх шаардлагатай. Хэтрүүлэн инженерчлэх нь шугам метр тутамд материал зардлыг 18–22% нэмэгдүүлдэг боловч аюулгүй байдалд орчин үеийн сайжруулалт оруулахгүй.
Хайлшийн гангаар хийсэн гуурсыг цаварга холдуулах үед түүний металлургийн бүрэн байдал хадгалагдах шаардлагатай. Нүүрстөрөгчийн хэмжээ их (CE ≤ 0.45) байх нь урдчилан халаахыг 300–400°F хүртэл шаарддаг. Талбайн мэдээллээс үзүүлэв:
| Фактор | Гэмтлийн түвшний бууралт |
|---|---|
| Хялбархан хоорондын температурын хяналт | 41% |
| Гулдмай хийсний дараах дулааны эмчилгээ | 29% |
Ердийн боловсруулалтын асуудлуудад дараахь зүйлс ордог:
Зохих ажиллагааны чанарын бүртгэлийн хуудаснууд (PQR) өндөр даралттай үйлчилгээнд ASME B31.3 стандартын шаардлагад нийцэхийг баталгаажуулж, эдгээр эрсдлийг үр дүнтэй арилгахад тусалдаг.
Аллойд чулууны шугам нь уламжлалт нүүрстөрөгчийн төмөрлөгийн шугамтай харьцуулахад илүү хүчтэй, хэт температурт тэсвэртэй, өндөр даралтын нөхцөл байдлыг зохицуулах чадвартай тул илүүд үздэг.
Хром, молибден зэрэг элементүүдийг нэмж оруулснаар элсэлтийн шугамны удаан эдэлгээ, халдвар тэсвэрлэлийг сайжруулдаг.
Аллойд чулууны шугам нь хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас хувцас
Гол сорилтууд нь металлургийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах, хийн хагалга зэрэг асуудлыг зайлсхийх зорилгоор тусгайлан боловсруулсан хайлууртын үйл явц шаардлагатай.
EN
