Какой материал лучше выбрать при эксплуатации нефтехимического оборудования, нержавеющую сталь или биметалл?

Последнее время в нефтехимии наметилась тенденция отказа от «нержавейки» в пользу биметаллов. Насколько это оправданно с точки зрения безопасности? Ответ на это вопрос мы и попытаемся найти в нижеприведенной статье.

Производители нефтехимического оборудования все чаще экономят на нержавеющей стали, прибегая к использованию низколегированной углеродистой стали, из которой изготавливают наружную часть стенок аппарата. Внутренний слой по-прежнему делают из «нержавейки», ибо только она может эффективно препятствовать коррозии и эрозии от соприкосновения с нефтехимией, но при этом слой нержавеющей стали имеет небольшую толщину — от 0,7 до 6,0 мм.

Вместе с тем, в нефтеперерабатывающей отрасли все более остро встает вопрос о том, как можно организовать более глубокую переработку нефти в связи с постоянным сокращением ее запасов в изведанных месторождениях. Для данного процесса необходимо повышение давления и температуры, что актуализирует способность оборудования выдерживать коррозию. Помимо этого, чаще приходится перерабатывать сырье с высоким содержанием сероводорода и минеральных солей, а также имеющее в своей структуре богатый на коррозионно-активные компоненты газоконденсат. Такие неблагоприятные условия ведут к более быстрому износу нефтехимического оборудования, и существенно влияют на снижение уровня его безопасности при эксплуатации. Соответственно, возрастает вероятность аварийных ситуаций.

Один из самых опасных видов коррозии – наводороживание, сопровождающееся растрескиванием металла. Опасность заключается в том, что время и место разрушение материала при данном виде коррозии предсказать практически невозможно, из-за чего не представляется возможным заблаговременно произвести какие-либо профилактические мероприятия.

Трескается металл в том случае, если в его структуре есть твердые включения, зоны сверхпрочности и повышенной твердости и напряженности. Именно поэтому металлурги стремятся избегать создания подобных зон, в которых образовывается мартенсит. Наиболее распространенные причины появления последнего – нарушение режима термообработки в сварных соединениях.

Очень часто мартенсит появляется в переходном слое сварного шва, созданного автоматической сваркой, так как в нем большой процент низколегированной стали. В итоге даже при весьма небольшой нагрузке высока вероятность растекания.

Безошибочно выявить мартенсит в сварном шве возможно лишь при проведении профессионального металлографического контроля образцов-свидетелей каждого соединения, выполненного автоматической сваркой. Но идентичность подобных образцов гарантированно лишь в случае продольных сварных соединений, ибо в таком случае они являются продолжением шва свариваемого изделия. А вот кольцевое соединение не может быть сварено со швом, а посему может быть не идентичен. Не информативен и контроль по твердости, ибо шов принято прятать под облицовочный валик, что придает товарный вид изделию.

Контроль по твердости одного лишь переходного слоя также маловероятен – для него необходима температура в диапазоне от 5 до 50 градусов, то есть относительно невысокая, чего можно добиться лишь при больших паузах в процессе сварки. Так что избежать всех этих контролей можно лишь одним проверенным способом – использованием нержавеющей стали. Еще один, менее эффективный, но тоже проверенный практикой вариант – термообработка сварных соединений биметаллов, что было обязательным правилом до 2007 года, пока их не отменил ГОСТ Р 52630-2006.

Еще одна причина возникновения мартенсита – разнообразные проблемы, возникаемые при стыковке свариваемых частей (различие в толщине между разными металлами, диаметре соединяемых обечаек и днищ, из-за чего в итоге черный металл соединяется с плакирующим слоем, что является грубейшим нарушением «Правил проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных» и т.д.).

Подытоживая все вышеизложенное, приходим к выводу, что изготовление нефтехимического оборудование из биметаллов для работы в сероводородосодержащих средах допускается при соблюдении условий, целью которых является предотвращение мартенсита в сварочном шве, а именно:

  • исключение высокого тепловложения в сварочную ванну;
  • проведение в достаточных объемах контрольных мероприятий;
  • эксплуатация оборудования, изготовленного из биметаллов, с соблюдением всех технологических требований;
  • снижение концентрации сероводорода и влаги в рабочей среде;
  • постоянный тщательный контроль за состоянием основного металла и швов при использовании аппаратов, в которых использована низколегированная углеродистая сталь.

При соблюдении всех вышеперечисленных условий использование биметаллов в нефтехимическом оборудовании вполне допустимо с технологической точки зрения. Но насколько это оправданно экономически? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо подсчитать расходы на все вышеописанные способы контроля и анализа при изготовлении и эксплуатации такого оборудования, а также учесть уровень гарантии безопасности при эксплуатации изделий из биметалла и сравнить с тем, какая сумма экономится на отказе использовать нержавеющую сталь.

Впрочем, экономисты уже подсчитали, и пришли к однозначному выводу: экономический выигрыш отнюдь не в пользу биметалла. То же самое можно утверждать и об уровне безопасности при эксплуатации и долговечности оборудования – они однозначно в пользу «нержавейки».

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Кроме того, интересно почитать:

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Sorry that something went wrong, repeat again!

Вам понравилась статья? Не хотите пропускать новые? Тогда подпишитесь на RSS или получайте новые статьи мгновенно на электронную почту


Лицензия Creative Commons

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: