Како се дуплекс измењивачи од нерђајућег челика користе за хлађење произведене воде у нафти и гасу?
Остави поруку
Вода произведена од сирове нафте је врућа, слана, кисела супа која садржи абразивни песак, водоник сулфид и хлориде. Хлађење ове течности да би се заштитила опрема која се налази на нижем току је изазован посао за измењивач топлоте, а дуплекс нерђајући челик је постао омиљена легура инжењера за њега. Хлађење произведеном водом је један од најкорозивнијих и механички најзахтевнијих задатака који се обављају свакодневно у погонима за прераду нафте.
У растућој области примене дуплексног уљног гаса за хлађење водом од нерђајућег челика, Дуплек 2205 се појавио као уравнотежен избор материјала који премошћује јаз између приступачних нерђајућих челика као што је 316Л и скупљих-супер дуплекс или легура никла.
Зашто је управљање произведеном водом тако тешко
Произведена вода није само запрљана вода. То је хемијски непријатељска смеша која се ствара дубоко под земљом под условима високе температуре и притиска.
Типична произведена вода може да садржи:
Високе концентрације хлорида
Растворени водоник сулфид (Х₂С)
Угљен диоксид
Честице ситног песка
Растворене чврсте материје
Угљоводоници који остају
Контаминација кисеоником током обраде
Ова комбинација ствара истовремене опасности од:
Цорросион питтинг
Корозија у пукотинама
Пуцање под сулфидним стресом
Корозија и ерозија
Под-нападом депозита
У многим индустријама, обични аустенитни нерђајући челици се брзо разграђују под овим условима.
Типични дизајн произведеног измењивача за хлађење воде
За хлађење произведене воде често се користе измењивачи топлоте са омотачем{0}}и-.
Цев{0}}Услуга за бочну производњу воде
Произведена вода се води низ страну цеви у многим дизајнима јер
Лакше је проверити и заменити цеви.
Веће брзине могу минимизирати загађивање
Поједностављивање ограничавања притиска
Ерозију песка је лакше контролисати.
Страна шкољке се затим циркулише са расхладном водом, морском водом или системима гликола.
Измењивач мора да преживи континуирано излагање сланом раствору{0}}богатом хлоридима, задржавајући механички интегритет у условима турбулентног протока.
Зашто се Дуплек 2205 често бира
У поређењу са традиционалним нерђајућим челиком 316Л, Дуплек 2205 нерђајући челик има далеко бољу механичку чврстоћу и отпорност на корозију због комбинације феритне и аустенитне микроструктуре.
Супериорна отпорност на хлорид
Већи састав хрома, молибдена и азота Дуплек-а 2205 нуди еквивалентни број отпорности на таложење (ПРЕН) од приближно:
ПРЕН=35 ПРЕН=35 ПРЕН=35
Поређења ради, нерђајући челик 316Л често показује ПРЕН у близини:
ПРЕН≈25ПРЕН \\приближно 25ПРЕН≈25
Ово побољшање у великој мери повећава отпорност на корозију изазвану хлоридом{0}}.
Перформансе у Хот Цхлориде Слане
Произведена вода често подсећа на концентровану морску воду са додатним загађивачима. Чак иу врућим срединама са газираним хлоридом испод његове критичне температуре удубљења, Дуплек 2205 може издржати питинг под овим околностима.
У газираној морској води, критична температура удубљења Дуплек 2205 је обично виша од:
35 степени мање или једнако ЦПТ Мање или једнако 40 степени 35 степени Мање или једнако ЦПТ Мање или једнако 40 степени ЦПТ \\лек 40 степени 35 степени Мање или једнако ЦПТ Мање или једнако 40 степени
Ова маргина перформанси је много боља од 316Л, која постаје рањива на локализовани напад на много нижим температурама у окружењима богатим хлоридима.
Отпорност на ерозију песка
Произведена вода ретко стиже без чврстих материја. Фини формирани песак се рутински преноси кроз систем за хлађење, посебно током раног радног века на пољу или несталног времена производње.
Трајност је побољшана тврђом дуплексном матрицом
Дуплексна микроструктура је механички чвршћа од потпуно аустенитне структуре од нерђајућег челика 316Л. Ова већа тврдоћа повећава отпорност на:
Удар песка
Корозија и ерозија
Пасивно скидање филмова
Хабање узроковано протоком
Поред тога, дуплекс слој пасивног оксида од нерђајућег челика се брзо поправља након механичких оштећења, помажући у одржавању отпорности на корозију у турбулентним срединама.
У нафтном пољу, измењивач који не рђа вреди своје тежине у сировом стању, посебно када абразивне честице непрекидно пролазе кроз цеви.
Предности механичке чврстоће
Одлична граница повлачења Дуплека 2205 је једна од његових главних предности.
Смањена тежина и тање цеви
Дуплек 2205 има границу течења која је отприлике двоструко већа од нерђајућег челика 316Л. Ово омогућава:
смањена дебљина зида цеви
смањити тежину измењивача
Могућности већег притиска
Побољшана отпорност на вибрације
Иако је дуплекс нерђајући челик скупљи по килограму од 316Л, премија трошкова материјала је донекле ублажена тањим деловима.
Преовлађивање Дуплек-а 2205 у системима произведене воде може се објаснити његовом -економичношћу, чврстоћом и отпорношћу на корозију.
Ограничења у Соур Сервице-у
Упркос својим изванредним перформансама, Дуплек 2205 није универзално прихватљив за све ситуације на нафтним пољима.
Забринутост због високог парцијалног притиска Х2С
Повишени парцијални притисак водоник-сулфида у екстремно киселим условима рада може повећати ризик од:
Пуцање под сулфидним стресом
Водонично крхкост
Оштећења од локализованог рђе
У веома лошим околностима, материјали као што су:
Супер дуплекс од нерђајућег челика
Легуре на бази никла{0}}
Високо{0}}легирани материјали отпорни на корозију
могло бити потребно.
Без обзира на то, Дуплек 2205 на задовољавајући начин обрађује велику већину умерено киселих{0}}услуга у примени воде у традиционалним нафтним и гасним операцијама.
Напомена о материјалу: Контрола поступка заваривања је важна
Ниско{0}}Поступци заваривања ферита
Приликом производње дуплекс нерђајућег челика, квалитет заваривања је пресудан.
Процес заваривања са мало{0}}ферита треба пажљиво осмислити како би се одржао тачан баланс између фаза ферита и аустенита у области завара. Неправилан унос топлоте или избор пунила може утицати на отпорност на корозију у близини заварених шавова.
Критичне контроле производње укључују:
регулисани унос топлоте
Одговарајући избор метала за пуњење
Интерпасс за контролу температуре
Чишћење и пасивизација након заваривања
Лоша металургија завара може ослабити корозионе перформансе иначе врло отпорне легуре.
Упоређивање са другим типичним легурама
Отпорност на ерозију песка, отпорност материјала на хлорид и релативна цена Типична примена
Нерђајући челик 316Л Умерено Умерено Ниже Блага услуга слане воде
Дуплек 2205 Високо Високо Средње Највише генерисани системи за воду
Супер Дуплек Веома високоВрло високо Високо Јака хлорид/кисела услуга
Екстремно високе легуре никла Високо агресивна поља
Овакав положај чини Дуплек 2205 атрактивним компромисом за многе оператере који желе дугорочну-поузданост без трошкова премијум легура никла.
У закључку
У сектору нафте и гаса, дуплекс нерђајући челик се појавио као поуздана легура радне снаге за системе за хлађење произведене воде. Поред тога што има знатно бољу механичку чврстоћу од традиционалног нерђајућег челика 316Л, Дуплек 2205 нуди значајну отпорност на хлориде, умерено излагање водоник-сулфиду и абразивну ерозију песка.
Његова комбинација отпорности на корозију, структуралне издржљивости и економске ефикасности омогућава му да преживи вруће, слане и песковите услове који би брзо деградирали легуре нижег{0}}врсте. Иако у веома лошим сервисним ситуацијама и даље могу бити потребни материјали на бази супер дуплекса или никла-, Дуплек 2205 успешно опслужује већину апликација за хлађење произведене воде широм светских нафтних поља.
Ефикасна производња нафте често зависи једнако од регулисања воде која прати угљоводонике. Термичка регулација произведене воде се појавила као један од тихих камена темељаца поузданог рада на терену у савременим системима прераде.
