Millise paksusega titaani klassi 16 toru seinapaksus tagab 5-aastase vahetusintervalli toornafta soolamisseadmete jaoks, mis töötavad 150 kraadi nurga all kloriidi-veega?

Soolatusmasinad on tohutud anumad, mida kasutatakse toornafta tehastes soola (peamiselt naatrium-, kaltsium- ja magneesiumkloriidide) eemaldamiseks toornaftast enne rafineerimist. Tooraine segatakse 120-150-kraadise pesuveega, et moodustada emulsioon, mis seejärel elektrivälja toimel{10}}demulgeeritakse. Soolade eemaldamise veefaas sisaldab kõrgeid töötemperatuure koos vesiniksulfiidi ja orgaaniliste hapetega, olles samas kloriidide rikas (10 000{11}}50 000 ppm). Titaani klass 16 (Ti-0,05Pd, tuntud ka kui Ti-Pd, madala pallaadiumisisaldusega 7. klassi variant) on ette nähtud soolade eemaldamise veeeelsoojendite küttetorude jaoks, kuna see on vastupidav kloriidipunktide tekkele ja sulfiidpinge pragunemisele. Kuid kõrge kloriidi kontsentratsioon koos temperatuuri ja toornaftast pärinevate lisandite olemasoluga põhjustab märgatava korrosioonikiiruse. Selles dokumendis antakse hinnang 16. klassi torude seina paksusele nõutavale 5-aastasele vahetusintervallile tavaliseks toornafta soolatustamiskasutuseks.

Söövitav keskkond Desalteri veesoojendites
Soolavee eelsoojendid soojendavad sissepritsetud pesuvee ümbritsevast temperatuurist 120–150 kraadini, enne kui segatakse toorpesuga. Veefaas ei ole puhas soolvesi; selles on emulgeeritud toornafta (tavaliselt 50–500 ppm), orgaanilisi happeid (nafteenhappeid), vesiniksulfiidi (50–200 ppm) ja ammoniaaki (toorlämmastikuühenditest). pH varieerub vahemikus 5,5 kuni 7,5, olenevalt toorallikast ja söövitava süstimise olemasolust.

Sellises olukorras moodustab 16. klassi titaan stabiilse passiivse katte, kuid lahustub aeglaselt keemiliselt kloriidikompleksi moodustumisel ja orgaaniliste hapete mõjul. Pallaadiumisisaldus (0,04–0,08% Pd, pool 7. klassist) annab katoodmodifikatsiooni, mis vähendab üldist korrosioonikiirust 2–3 korda võrreldes 2. klassiga. Vähenenud pallaadiumisisaldus muudab aga 16. klassi 7. klassist tugevalt vähendavates tingimustes vähem vastupidavaks. Kuid soolade eemaldamise vesi oksüdeerub jääkhapniku ja elektrivälja mõju tõttu nõrgalt.

Korrosioonikiiruse andmed 16. klassi kohta soolatõrjeteenuses
Kõige usaldusväärsemad korrosioonimäärad on saadud väliandmetest rafineerimistehastes 140–150 kraadi juures töötavate soolaeemaldajate kohta, mille pesuvee kloriidi kontsentratsioon on 15 000–25 000 ppm. Seina paksuse keskmine langus 0,4–0,7 mm mõõdeti 16. klassi torudes (25 mm OD) pärast 5-aastast kasutust, mis vastab korrosioonikiirusele 0,08–0,14 mm aastas.

Neid määrasid toetavad laboratoorsed testid simuleeritud soolaeemaldusvees (20 000 ppm Cl-, 100 ppm H2S, 100 ppm nafteenhapet, pH 6,5, 150 kraadi). 16. klassi korrosioonikiiruseks leiti 0,10-0,15 mm/aastas. 2. aste korrodeerus sarnastes tingimustes 0,25-0,40 mm aastas, võrdluseks, ja 7. aste korrodeerus 0,05-0,08 mm aastas. 16. klass on hea kompromiss – parem kui klass 2, kuid mitte nii kallis kui 7. klass.

Korrosioon on üldine ja ühtlane ning ei ole täppide või pragude tüüpi. See on oluline, kuna ühtlase korrosiooni kompenseerimiseks saab minimaalsele konstruktsiooni seinapaksusele lisada korrosioonivaru.

Seina paksuse eluea arvutus 5 aastat
Kasutades õhukese -seina surveanuma valemit, on 16. klassi toru seina minimaalne seinapaksus 150 kraadi ja tüüpiliste soolade eemaldaja töörõhu (10–20 baari siserõhk) jaoks antud väärtusega t_min=(P × D)/(2 × S × E - 1.2P), kus P on rõhk (maksimaalne 2 MPa), D on 25 mm, kui läbimõõt on 6, D on 1,5 mm. 150 kraadi (umbes . 85 MPa, vähendatud toatemperatuurist 138 MPa) ja E on keevisõmbluse efektiivsus (õmblusteta torude puhul 1,0). mis annab t_min=(2 × 25) / (2 × 85 × 1.0 - 1.2 × 2)=50 / (170 - 2.4)=50 / 167.6=0.30 mm.

See struktuurne miinimum on korrosioonivaru suhtes väike. 5-aastase eluea jaoks korrosioonikiirusega 0,12 mm/aastas (keskmine -vahemik) on vajalik korrosioonivaru suurus 5 × 0.12=0.60 mm. Tooraine koostise ja kloriidi kontsentratsiooni erinevuste arvessevõtmiseks lisatakse 50% ohutustegur, mis annab 0,90 mm korrosioonivaru. Seina nõutav kogupaksus=konstruktsiooni miinimum + korrosioonivaru=0.3 + 0.9=1.2 mm.

Siiski on vaja täiendavat varu, et lokaliseeritud rünnak torutugedele ja keevisõmblustele, mille korrosioonimäär on 1,5-2 korda suurem kui paljas toru. 0,3 mm lubamine kohalikele löökidele annab kokku 1,5 mm. Väliskogemuse põhjal on 1,65 mm (standardne BWG 14 gabariidiga) 16. klassi torud näinud enamikus toornafta soolatustajates usaldusväärset 5-aastast kasutusiga, samas kui 1,2 mm torud perforeeruvad 3–4 aastaga.

Desalteri küttetoru seina paksuse rakendusmaatriks
Soolaeemaldaja töö olek Vesikloriidi kontsentratsioon Sööbivus Tooraine tüüp Soovitatav klass Min. Seina paksus (eluiga 5 aastat) Oodatav tulemus
Kerge tooraine, madala kloriidisisaldusega 5000–10 000 ppm Klass 2 1.2 mm 5+ aastat Madal nafteenhape
Tavaline tooraine, keskmine kloriid, 10 000–20 000 ppm Mõõdukas happeklass 16 1.65 mm 5–7 aastat
Kõrge kloriidisisaldus Hapu toornafta 20 000–35 000 ppm Kõrge H2S Kõrge happeline klass 7 1.65 mm 5-6 aastat
Väga kõrge kloriidisisaldusega, raske toornafta 35 000{5}}50 000 ppm kõrge happeline tahke aine, klass 7 2.0-2.5 mm 5 aastat (järeltegevus)
Disain halvimal juhul - Toorainevarustuse muutuja kuni 50 000 ppm Tundmatu klass 7 2.0 mm 5 aastat konservatiivne
Seina paksuse valimise juhend
Tüüpiline toornafta soolaeemaldaja, mis töötab 150 kraadi juures kloriidiga täidetud veega (15 000-25 000 ppm Cl-), vajab 5-aastase vahetusintervalli saavutamiseks 16. klassi titaantoru (standardne BWG 14 gabariidiga toru), mille minimaalne seinapaksus on 1,65 mm. Korrosioonivaru 0,90–1,00 mm üle 0,3 mm konstruktsioonimiinimum võimaldab ühtlase korrosiooni eeldatavasti 0,10–0,15 mm aastas pluss ohutusvaru. Õhemate seintega (1,2 mm) ei saa te püsivalt 5 aastat; sa kukud läbi 3-4 aastaselt. Paksemad seinad (2,0 mm või 2,5 mm) võimaldavad rohkem varu kahjustuste jaoks, kuid tõstavad materjali maksumust ja vähendavad veidi soojusülekannet (nt ~5-10% madalam soojusvoog). Soolaäratajate puhul, mille kloriidikontsentratsioon on püsivalt alla 15 000 ppm, võib iga-aastase kontrolliga olla vastuvõetav 16. klass 1,2 mm seinaga. Määrake 7. klass, 1,65–2,0 mm sein, kui kontsentratsioon on üle 25 000 ppm või kui töödeldakse rasket hapu toornahku. 16. klassi jaoks ostke ASTM B338 klassi 16 õmblusteta torud ja küsige pallaadiumi (0,04–0,08%) sertifikaati ja seinapaksuse tolerantsi +0/-0,1 mm minimaalse paksuse jaoks pärast tootmist. 16. klassi titaanküttekehad toornafta soolatustajate jaoks annavad hea kompromissi 7. klassi kõrgema hinna ja 2. klassi lühema tööea vahel. Õige klassi ja seinavalik võib pakkuda kulutõhusat 5-aastast teenindust.