Исследование случая: Газовая установка ОАЭ устраняет сбой труб HX с помощью Super Duplex 2507 Tubing

История клиента

В начале 2023 года мы получили срочный запрос от завода по переработке газа, расположенного в районе Хабшан в Абу-Даби, ОАЭ.2 миллиарда стандартных кубических футов в день (BSCFD) сырого кислого газа с концентрациями H2S в диапазоне от 3% до 8% объемаНа объекте работают несколько теплообменников в виде оболочек и труб, которые служат как сгустные/богатые аминообменники и конденсаторы в агрегате удаления кислотных газов (AGRU).

Управляющий закупками - инженер-химик с 18-летним опытом работы в газопереработке - имел дело с повторяющимися неисправностями трубных узлов на трех одинаковых BEM-обменников TEMA.Каждый обменник содержал 640 труб., 19,05 мм ОД * 1,65 мм толщины стены, 6000 мм длины трубы, в двухпроходной конфигурации.выбранные в течение фазы FEED завода в 2013 году на основе стандартных предположений кислой службы.

К концу 2022 года журналы технического обслуживания показали что-то тревожное: трубы заменялись в цикле от 14 до 18 месяцев, что намного меньше 8-летнего срока службы, указанного в оригинальном механическом листе данных.В одном особенно плохом квартале Q3 2022 завод зарегистрировал 11 незапланированных остановок, непосредственно связанных с утечками труб в поезде обменника AGRUКаждое отключение обошлось оператору примерно в $380,000 в потерянной пропускной способности и аварийном ремонте.

Болевые точки клиентов

Когда мы провели анализ неисправностей на возвращенных образцах труб, схема повреждения была ясна и вышла далеко за рамки того, что может справиться стандарт 316L:

• Хлоридный стрессовый коррозионный крекинг (Cl-SCC):Несмотря на то, что аминовый раствор имел номинально низкое содержание хлора, концентрация хлора накапливалась в мертвых зонах и районах с недостаточным количеством отложений до уровней, превышающих 800 ppm.Трубки работали при 135°C на горячей стороне в критическом температурном окне для Cl-SCC в аустенитном 316L.
• Коррозия в виде ям под отложениями чешуй:Скала сульфида железа от следов H2S создала локальные трещины, где пассивный слой 316L разрушился.PREN (эквивалентное число сопротивления отверстию) для 316L находится на 24-26 недостаточно для этой среды.
• Коррозия трещин в соединениях труб и листов:Сварные соединения проката и сварки продемонстрировали преимущественную коррозию, уровень коррозии измерялся в 0,15-0,25 мм/год в зоне трещины против 0,02 мм/год на поверхности свободной трубы.
• Водород-индуцированный крекинг (HIC) в сварной HAZ:Картировка микротвердости показала локальные значения твердости выше 300 HV в зоне теплового воздействия герметической сварки, что делает ее восприимчивой к HIC в влажной среде H2S.

"Мы, по сути, использовали материал, который не был разработан для фактической эксплуатации.Первоначальные предположения FEED относительно уровня хлорида были ошибочными и мы платили за него каждые 16 месяцев.." " Директор по техническому обслуживанию

Почему клиент выбрал нас

Заказчик обратился к трем поставщикам: европейскому заводу, индийскому перекатателю и к нам.

1. Предложение двойного уровня:We were the only supplier who proposed a graded approach — Super Duplex UNS S32750 (2507) for the hot-end tube bundles (operating above 100°C) and Alloy 625 (UNS N06625) for the tubesheet-facing sections and U-bend regions where residual stresses were highestЕвропейская фабрика предложила 254SMO на всех позициях, которые бы рассмотрели Cl-SCC, но не решили риск HIC.
2. Прозрачность отчета об испытаниях на мельнице:Мы предоставили полную сертификацию EN 10204 типа 3.1 с фактическим тепловым анализом, а не только типичными значениями.и N значения для 2507 тепла были последовательно в верхней трети диапазона спецификации ASTM A790, что напрямую влияет на PREN.
3. Уверенность поставки:Заказчику нужно было 1 920 труб (3 обменника * 640 труб) доставлены в течение 14 недель. Мы взяли на себя обязательство 11 недель и доставлены в 10. индийский поставщик цитировал 18 недель."Каждая неделя задержки была еще одной ставкой в 380 тысяч долларов на то, выдержат ли старые трубы. "
4. Документация соответствия NACE MR0175/ISO 15156:Мы предоставили подробные декларации соответствия для кислой службы при указанном диапазоне частичного давления и pH H2S, включая отчеты о испытаниях на твердость (максимум 28 HRC для 2507,max 35 HRC для сплава 625 (покрытого раствором) и серфидов, испытания на стресс-крекинг по методу А NACE TM0177.

Техническое решение

Выбор материала и обоснование

Производство и контроль качества

• Размеры труб:190,05 мм ОД * 1,24 мм стенки (уменьшенная с 1,65 мм ), более высокая прочность 2507 позволила сократить стенку на 24%, сохраняя при этом конструктивное давление 85 барг при 150 °C по ASME раздел VIII Div.1 расчет).
• Холодное разграбление + яркое отжигание:Все трубки 2507 были пропилены холодным способом для достижения толерантности OD ± 0,05 мм и ярко прожекционированы на 1,080°C с быстрым охлаждением водой для предотвращения осадков сигма-фазы известный риск с дуплексными классами, если скорость охлаждения падает ниже 50°C/мин в диапазоне 900-600°C.
• Экологическое тестирование (ЭКТ):100% труб прошли ЭКТ по ASTM E426 с диаметром 0,8 мм, с плоским дном отверстия.
• Гидростатическое испытание:Каждая труба была протестирована при конструктивном давлении 1,5* (127,5 барг) с 30-секундным задержанием.
• ASTM G48 Метод А (испытание с проникновением хлорида железа в ямы):Пробы из каждой трубки были испытаны при температуре 50°C в течение 72 часов.При 20* стереомикроскопическом исследовании не наблюдается выделения..
• Содержание ферритов:Измерено на 42-48% на 2507 трубах с использованием феритскопа по ISO 8249, в пределах оптимального диапазона 35-55% для сбалансированной коррозионной стойкости и механических свойств.

Результаты проекта

По состоянию на последнюю проверку в феврале 2026 года (28 месяцев непрерывной работы), завод сообщает:

• Никаких утечек трубПредыдущие трубы 316L уже требовали двух частичных кампаний перепроводки к 28-месячной отметке.
• Измерения толщины стенки:Ультразвуковое испытание (УТ) на последнем повороте показало среднюю потерю стенки 0,03 мм в горячих трубках 2507 и 0,01 мм в сплаве 625 U.Экстраполированный срок службы превышает 12 лет.
• Сохранение теплопередачи:Несмотря на более тонкую стенку, более высокая теплопроводность 2507 (15 W/m·K при 100 °C против 316L 14,6 W/m·K) компенсирована, сохраняя проектное значение UA в пределах 2% от первоначальной спецификации.
• Снижение затрат на обслуживание:Завод отказался от ежеквартальной процедуры экстренной прокладки труб, что позволило сэкономить около 120 000 долларов в год только на рабочей силе и расходных материалах.

"Мы не трогали эти обменники уже более двух лет. Для завода, который раньше планировал ремонт труб, как часы, это преобразование.Материальная модернизация окупилась за первые три месяца непрерывной работы." Управляющий операцией, Абу-Даби Газовый завод

Резюме затрат и выгод

Пятилетнее сокращение ВТО примерно на 86% сделало бизнес-задачу модернизации материала простой.Дополнительная стоимость материала труб была восстановлена менее чем за 12 недель непрерывной работы.

Частые вопросы