การศึกษากรณี: โรงงานก๊าซสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์กําจัดความผิดพลาดของท่อ HX ด้วยท่อ Super Duplex 2507

ประวัติลูกค้า

ในช่วงต้นปี 2023 เราได้รับการสอบถามด่วนจากโรงงานแปรรูปก๊าซกลางสาย ที่ตั้งอยู่ในบริเวณฮับชานของอาบูดาบี ประเทศสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ โรงงานแปรรูปประมาณ 1.2 พันล้านฟุตติกูบมาตรฐานต่อวัน (BSCFD) ของก๊าซกรดดิบที่มีปริมาณ H2S อยู่ในระดับจาก 3% ถึง 8% ตามปริมาณโรงงานใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนหลายแบบเปลือกและท่อที่ใช้เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนอามินที่อ่อน/อุดม และเครื่องปรับอากาศในหน่วยกําจัดก๊าซกรด (AGRU)

ผู้จัดการจัดซื้อสินค้า - วิศวกรเคมีที่มีประสบการณ์ 18 ปีในการแปรรูปก๊าซ - เคยจัดการกับความผิดพลาดต่อเนื่องของท่อบนสามเครื่องแลกเปลือกและท่อ BEM แบบ TEMA ที่เหมือนกันตัวแลกเปลี่ยนแต่ละตัวมี 640 ท่อ, ความหนาผนัง 19.05 มม OD * 1.65 มม, ความยาวของท่อ 6,000 มม, ในระบบสองทาง. วัสดุท่อเดิมคือ ASTM A213 TP316L,เลือกในช่วงระยะ FEED ของโรงงานในปี 2013 โดยพิจารณาจากสมมุติฐานการบริการกรดแบบมาตรฐาน.

ภายในช่วงปลายปี 2022 บันทึกการบํารุงรักษาแสดงให้เห็นว่ามีบางอย่างที่น่าตื่นเต้น: ท่อถูกเปลี่ยนในรอบ 14 ถึง 18 เดือน ซึ่งต่ํากว่าอายุการใช้งาน 8 ปีที่กําหนดไว้ในใบข้อมูลเครื่องกลเดิมในไตรมาสที่แย่มากๆ หนึ่ง ช่วงไตรมาสที่ 3 ของปี 2022 โรงงานได้มีการปิดงาน 11 ครั้งโดยไม่วางแผน ซึ่งเป็นผลที่มาจากการรั่วไหลของท่อในรถไฟแลกเปลี่ยน AGRUการปิดเครื่องทุกครั้ง ทําให้ผู้ประกอบการเสียค่าใช้จ่ายประมาณ 380,000 ดอลลาร์ จากการสูญเสียผลงาน และแรงงานซ่อมแซมฉุกเฉิน

จุดเจ็บปวดของลูกค้า

เมื่อเราดําเนินการวิเคราะห์ความผิดพลาดบนตัวอย่างท่อที่คืนมา รูปแบบความเสียหายชัดเจน

• โครสไดอัดความเหนื่อยล้าการเกรค (Cl-SCC):ถึงแม้ว่าสารละลายอามินจะมีคลอริดต่ําในชื่อ แต่ปริมาณคลอริดที่สะสมอยู่ในบริเวณที่ตายและบริเวณที่ฝากน้อยเกิน 800 ppmท่อทํางานที่ 135 ° C บนด้านร้อน ณ ช่วงหน้าอุณหภูมิที่สําคัญสําหรับ Cl-SCC ใน austenitic 316L.
• การกัดกรองในถังใต้ฝังปูน:กล่องซัลไฟด์เหล็กจากรอย H2S สร้างช่องแตกในท้องถิ่นที่ชั้น passive ของ 316L ได้แตกPREN (Pitting Resistance Equivalent Number) สําหรับ 316L นั่งที่ 24-26 ไม่เพียงพอสําหรับสิ่งแวดล้อมนี้.
• การกัดกร่อนในช่องแยกที่ต่อต่อท่อกับแผ่นท่อ:สายเชื่อมที่ม้วนและผ่าตัดได้แสดงการต่อต้านที่เหมาะสม โดยมีอัตราการเกรดที่วัดอยู่ที่ 0.15-0.25 mm / ปีในเขตแยกเมื่อเทียบกับ 0.02 mm / ปีบนพื้นผิวท่ออิสระ
• การแตกที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC) ใน HAZ สะสม:การแผนที่ความแข็งแรงขนาดเล็กแสดงค่าความแข็งแรงในท้องถิ่นมากกว่า 300 HV ในเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของสับปะแนน, ทําให้มันมีความเปราะบางต่อ HIC ในสภาพแวดล้อม H2S หนาว

"เราใช้วัสดุที่ไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อการใช้งานจริงการสมมุติฐานของ FEED ในเบื้องต้น เกี่ยวกับระดับคลอเรดนั้นผิด และเราจ่ายเงินทุกๆ 16 เดือน." ผอ.บํารุงรักษาโรงงาน

เหตุ ผล ที่ ลูกค้า เลือก เรา

ลูกค้าได้ไปหาผู้จําหน่ายสามคน โรงงานผลิตจากยุโรป โรงงานผลิตจากอินเดีย และเรา

1. ข้อเสนอระดับสองWe 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 highestโรงงานยุโรปเสนอ 254SMO ในทุกตําแหน่ง ซึ่งจะแก้ไข Cl-SCC แต่ปล่อย HIC ความเสี่ยงไม่แก้ไข
2. ความโปร่งใสของรายงานการทดสอบโรงงาน (MTR):เราให้การรับรองแบบเต็ม EN 10204 แบบ 3.1 กับการวิเคราะห์ความร้อนจริง ไม่เพียงแต่ค่าเฉพาะเจาะจงและค่า N สําหรับความร้อน 2507 อยู่เสมอในสามส่วนบนของระยะความละเอียด ASTM A790ซึ่งมีผลกระทบโดยตรงต่อ PREN
3. ความมั่นใจในการจัดส่ง:ลูกค้าต้องการท่อ 1,920 (3 exchanger * 640 ท่อ) ส่งภายใน 14 สัปดาห์. เราประสานงาน 11 สัปดาห์และจัดส่งใน 10. ผู้จําหน่ายอินเดียอ้าง 18 สัปดาห์. ในคําของลูกค้า:"ทุกๆ สัปดาห์ของการช้าช้า ก็คือการเดิมพันอีก 380,000 ดอลลาร์ ว่าท่อเก่าจะทน."
4. เอกสารการปฏิบัติตาม NACE MR0175/ISO 15156เราให้ประกาศความสอดคล้องรายละเอียดสําหรับการให้บริการกรดที่ระยะความดันส่วน H2S และ pH ที่กําหนดไว้ รวมถึงรายงานการทดสอบความแข็ง (สูงสุด 28 HRC สําหรับ 2507,max 35 HRC สําหรับสลัด 625 ที่ถูกกรองในสารละลาย) และใบรับรองการทดสอบการแตกต่อความเครียดของซัลฟิดตามวิธี NACE TM0177 A.

การแก้ไขทางเทคนิค

การเลือกวัสดุและเหตุผล

การผลิตและการควบคุมคุณภาพ

• ขนาดท่อ:190.05 มม OD * 1.24 มมผนัง (ลดจาก 1.65 มม หนากว่าของ 2507 ทําให้ผนังลด 24% โดยยังคงความดันการออกแบบ 85 บาร์กที่ 150 °C ต่อ ASME ภาค VIII Div.1 การคํานวณ).
• การล้างที่หนาว + การผสมแสง:ท่อ 2507 ทั้งหมดถูกทําความเย็นเพื่อบรรลุความอดทน OD ± 0.05 มิลลิเมตร และถูกทําความสดใสที่ 1,080 °C กับการชําระน้ําอย่างรวดเร็ว เพื่อหลีกเลี่ยงการตกของระยะซิกม่า ∙ ความเสี่ยงที่รู้จักกับเกรดดูเพล็กซ์ หากอัตราการเย็นลดต่ํากว่า 50 °C/นาทีในช่วง 900-600 °C.
• การทดสอบกระแสไฟฟ้า (ECT):100% ของท่อได้รับ ECT ตาม ASTM E426 ด้วยมาตรฐานมาตรฐานการพิสูจน์รูพื้นเรียบขนาด 0.8 มม. ท่อใด ๆ ที่เกิน 50% ของสัญญาณการพิสูจน์ถูกปฏิเสธ
• การทดสอบแบบไฮโดรสเตติกท่อแต่ละลําถูกทดสอบในความดันการออกแบบ 1.5 * (127.5 barg) ด้วยการถือ 30 วินาที ไม่มีความล้มเหลวในชุดการผลิตทั้งหมด 1,920 ท่อ
• วิธี ASTM G48 A (การทดสอบการเจาะโลหะเหล็ก)ท่อตัวอย่างจากแต่ละความร้อนถูกทดสอบในอุณหภูมิ 50 °C เป็นเวลา 72 ชั่วโมง ความสูญเสียน้ําหนักของตัวอย่าง 2507 ตัวอย่างโดยเฉลี่ย 1.2 g/m2ไม่มีการตรวจสอบ 20* สเตเรียไมโครสโกป.
• เนื้อหาเฟอริท:วัดที่ 42-48% บนท่อ 2507 โดยใช้ Feritscope ตาม ISO 8249, ภายในช่วงที่ดีที่สุด 35-55% สําหรับความทนทานต่อการกัดสนองและคุณสมบัติทางกลที่สมดุล

ผลงานโครงการ

เครื่องแลกเปลี่ยนท่อ 3 เครื่องถูกใช้ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2023.

• ไม่มีการรั่วไหลของท่อกล่อง 316L ก่อนหน้านี้เคยต้องใช้แคมเปญการปรับท่อบางส่วนสองครั้งในช่วง 28 เดือน
• การวัดความหนาของผนัง:การทดสอบ Ultrasonic (UT) ในช่วงที่ล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการสูญเสียผนังโดยเฉลี่ย 0.03 มม. ในท่อ 2507 ที่ร้อนและ 0.01 มม. ในเหล็กเหล็ก 625 U- bendsอายุการใช้งานที่เพิ่มขึ้นตอนนี้เกิน 12 ปี.
• ผลงานการถ่ายทอดความร้อน:แม้ว่าผนังจะบางกว่า, ความสามารถในการนําความร้อนที่สูงกว่าของ 2507 (15 W / m · K ที่ 100 ° C เทียบกับ 316L's 14.6 W / m · K) ได้รับการชําระค่า, รักษาค่า UA ออกแบบภายใน 2% ของรายละเอียดเดิม.
• ลดค่ารักษา:โรงงานกําจัดวิธีการปิดท่อฉุกเฉินประจําไตรมาส โดยประหยัดเงินประมาณ 120,000 ดอลลาร์ต่อปี จากแรงงานและอุปกรณ์ใช้

"เราไม่ได้สัมผัสเครื่องแลกเปลี่ยนเหล่านั้นมานานกว่า 2 ปี สําหรับโรงงานที่เคยวางแผนการซ่อมแซมท่อเหมือนนาฬิกาการปรับปรุงวัสดุได้จ่ายตัวเองในสามเดือนแรกของการดําเนินงานโดยไม่หยุดผู้นําการดําเนินงาน โรงงานก๊าซอาบูดาบี

สรุปค่าใช้จ่ายและผลประโยชน์

การลด TCO 5 ปีโดยประมาณ 86% ทําให้กรณีธุรกิจสําหรับการปรับปรุงวัสดุเรียบง่ายค่าค่าน้ําท่อที่เพิ่มขึ้นได้ถูกฟื้นฟูในเวลาไม่ถึง 12 สัปดาห์ของการดําเนินงานอย่างต่อเนื่อง.

FAQ