استفاده های ورق استیل در صنایع پتروشیمی

در واحدهای پتروشیمی، خوردگی یا یک نشتی کوچک هم می تواند هزینه های زیادی ایجاد کند؛ به همین دلیل انتخاب متریال مناسب مانند ورق استیل در صنایع پتروشیمی اهمیت بسیار بالایی پیدا می کند. تجهیزاتی که هر روز با اسیدها، ترکیبات شیمیایی خورنده، فشار بالا و تغییرات شدید دما سروکار دارند، نمی توانند از هر نوع فولادی ساخته شوند. در بسیاری از بخش های پالایشگاه و مجتمع های پتروشیمی، انتخاب متریال نامناسب می تواند به خوردگی، نشتی، کاهش عمر تجهیزات و حتی توقف فرایند منجر شود. به همین دلیل ورق استیل در صنایع پتروشیمی به یکی از مواد اولیه مهم برای ساخت تجهیزات و تاسیسات مختلف تبدیل شده است.

مقاومت بالا در برابر خوردگی، استحکام مناسب، تحمل شرایط حرارتی و امکان استفاده در محیط های حاوی مواد شیمیایی باعث شده است انواع استنلس استیل در ساخت مخازن، مبدل های حرارتی، سیستم های پایپینگ، تجهیزات فرآیندی و تاسیسات دریایی کاربرد  داشته باشند. البته انتخاب گرید مناسب ورق استیل باید با توجه به شرایط واقعی هر واحد انجام شود.

چرا از ورق استیل در صنایع پتروشیمی استفاده می شود؟

محیط واحدهای نفت، گاز و پتروشیمی معمولا ترکیبی از عوامل مخرب مختلف است. تجهیزات ممکن است هم زمان تحت فشار، حرارت، رطوبت و تماس با سیالات خورنده قرار بگیرند. ورق استیل در صنایع پتروشیمی به دلیل خواص مکانیکی و شیمیایی مناسب، می تواند در بسیاری از این شرایط عملکرد قابل اعتمادی داشته باشد.

– مقاومت در برابر خوردگی و مواد شیمیایی

یکی از مهم ترین دلایل استفاده از استنلس استیل در پتروشیمی، مقاومت آن در برابر خوردگی است. وجود کروم در ترکیب این فولاد باعث تشکیل یک لایه بسیار نازک و محافظ از اکسید کروم روی سطح فلز می شود. این لایه که به آن لایه پسیو نیز گفته می شود، مانع از گسترش خوردگی در سطح استیل می شود.

در صورت آسیب جزئی به این لایه و وجود اکسیژن کافی، سطح استیل قابلیت تشکیل مجدد لایه محافظ را دارد. به همین دلیل بعضی گریدهای فولاد زنگ نزن برای تماس با ترکیبات آلی، مواد شیمیایی، نمک ها و برخی محیط های اسیدی گزینه مناسبی هستند. البته مقاومت همه گریدهای استیل یکسان نیست. وجود کلرید، غلظت ماده خورنده، دما و شرایط فرایند می تواند بر سرعت خوردگی تاثیر بگذارد؛ بنابراین برای محیط های شدیدا خورنده باید گرید متناسب با شرایط انتخاب شود.

– مقاومت در برابر دما، فشار و شرایط سخت کاری

تجهیزات پتروشیمی ممکن است در بخش هایی از فرایند با دماهای بسیار بالا و در بخش های دیگر با شرایط برودتی مواجه شوند. بسیاری از فولادهای زنگ نزن، به خصوص گریدهای آستنیتی، در محدوده وسیعی از دما خواص مکانیکی مناسبی دارند. بعضی گریدهای استیل در دماهای بالا بخش قابل توجهی از استحکام خود را حفظ می کنند و گریدهای آستنیتی نیز در دماهای زیر صفر از چقرمگی مناسبی برخوردارند. این ویژگی برای تجهیزاتی که با سیالات داغ، گازهای فرایندی یا مواد در دمای پایین سروکار دارند اهمیت زیادی دارد.

– استحکام و طول عمر بالای تجهیزات

مقاومت به خوردگی تنها مزیت استنلس استیل نیست. استحکام کششی، شکل پذیری و قابلیت ساخت مناسب نیز استفاده از آن را در بسیاری از تجهیزات صنعتی امکان پذیر می کند. بعضی خانواده های استنلس استیل، مانند فولادهای دوبلکس، علاوه بر مقاومت خوردگی مناسب از استحکام مکانیکی بالایی نیز برخوردارند. انتخاب صحیح متریال می تواند دفعات تعمیر و تعویض تجهیزات را کاهش دهد و طول عمر سیستم را در شرایط کاری دشوار افزایش دهد.

مهم ترین استفاده های ورق استیل در پتروشیمی

کاربرد استیل در مجتمع های پتروشیمی تنها به یک بخش محدود نیست. این متریال از مرحله انتقال و ذخیره سازی سیالات تا تجهیزات فرآوری و بخش های دریایی مورد استفاده قرار می گیرد. نوع ورق و گرید موردنیاز در هر کاربرد با توجه به فشار، دما و نوع ماده در تماس با سطح تعیین می شود.

– ساخت مخازن و تجهیزات تحت فشار

یکی از مهم ترین استفاده های ورق استیل در صنایع پتروشیمی، ساخت مخازن ذخیره سازی و برخی تجهیزات تحت فشار است. مواد اولیه، ترکیبات شیمیایی، فرآورده های میانی و محصولات نهایی ممکن است برای مدت مشخصی در مخازن صنعتی نگهداری شوند.

اگر سیال ذخیره شده خاصیت خورندگی داشته باشد، جنس بدنه مخزن اهمیت بیشتری پیدا می کند. استنلس استیل می تواند در ساخت مخازن نگهداری مواد شیمیایی، تانکرهای ذخیره سازی و برخی مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار گیرد. گرید ورق باید براساس ترکیب شیمیایی سیال و شرایط عملیاتی انتخاب شود.

– مبدل های حرارتی و تجهیزات فرآیندی

مبدل حرارتی از تجهیزات مهم در پالایشگاه ها و مجتمع های پتروشیمی است و انتقال حرارت میان دو سیال را امکان پذیر می کند. تماس مداوم با سیالات فرایندی و تغییرات دمایی باعث می شود مقاومت خوردگی و حرارتی متریال اهمیت زیادی داشته باشد.

از استنلس استیل در ساخت بخش هایی از مبدل های حرارتی، جداکننده ها، اسکرابرها و تجهیزات فرآوری استفاده می شود. در این تجهیزات، انتخاب جنس مناسب می تواند احتمال خوردگی و آلودگی سیال ناشی از تخریب سطح فلز را کاهش دهد.

– سیستم های پایپینگ، منیفولد و خطوط انتقال

انتقال سیالات یکی دیگر از بخش هایی است که استنلس استیل در آن کاربرد گسترده ای دارد. خطوط لوله و سیستم های پایپینگ ممکن است سیالات خورنده، گازها یا مواد شیمیایی مختلف را میان واحدهای فرایندی منتقل کنند.

ورق و سایر مقاطع استنلس استیل در ساخت برخی اجزای سیستم های پایپینگ، خطوط جریان، منیفولدها و تجهیزات مرتبط با انتقال سیالات به کار می روند. در چنین سیستم هایی علاوه بر مقاومت خوردگی، فشار کاری، دمای سیال، کیفیت جوش و مقاومت در برابر ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی نیز اهمیت دارد.

– تجهیزات دریایی و تاسیسات نفت و گاز

محیط دریا به دلیل وجود نمک و یون کلرید، یکی از محیط های چالش برانگیز برای فلزات محسوب می شود. به همین دلیل در سکوهای نفتی، تجهیزات حفاری دریایی، خطوط زیر دریا و تجهیزات مرتبط با استخراج و انتقال نفت و گاز باید از آلیاژهای مقاوم به خوردگی استفاده شود.

استیل 316 و برخی فولادهای دوبلکس و سوپر دوبلکس از گزینه هایی هستند که بسته به شدت شرایط خورنده در تجهیزات دریایی مورد توجه قرار می گیرند. البته صرف استفاده از عنوان استنلس استیل برای تضمین مقاومت کافی نیست و گرید باید براساس میزان کلرید، دما و تنش های مکانیکی انتخاب شود.

چه گریدهایی از ورق استیل در پتروشیمی استفاده می شوند؟

نوع استنلس استیل مورد استفاده در یک مخزن لزوما با گرید مناسب برای تجهیزات دریایی یا یک مبدل حرارتی یکسان نیست. ترکیب آلیاژی هر گرید روی مقاومت خوردگی، استحکام، قابلیت جوشکاری و عملکرد آن در دماهای مختلف اثر می گذارد.

– استیل 304 و 316

ورق استیل 304 یکی از گریدهای شناخته شده آستنیتی است و در محیط هایی که شدت خوردگی خیلی بالا نیست می تواند مورد استفاده قرار گیرد. شکل پذیری و قابلیت جوشکاری مناسب از مزایای این گرید محسوب می شود.

استیل 316 به دلیل وجود مولیبدن، مقاومت بیشتری در برابر برخی محیط های خورنده و به خصوص شرایط حاوی کلرید دارد. به همین دلیل استفاده از ورق استیل 316 در صنایع پتروشیمی، تجهیزات شیمیایی و بعضی تاسیسات نزدیک به محیط های دریایی متداول است.

– استیل دوبلکس 2205 و سوپر دوبلکس

فولادهای دوبلکس دارای ریزساختاری متشکل از فازهای آستنیتی و فریتی هستند. این ساختار ترکیبی باعث می شود گریدهایی مانند دوبلکس 2205 استحکام بالایی داشته باشند و در برابر بعضی انواع خوردگی، از جمله ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی، عملکرد مناسبی نشان دهند.

در شرایط سخت تر، به ویژه محیط های حاوی کلرید بالا، امکان استفاده از گریدهای سوپر دوبلکس نیز وجود دارد. این آلیاژها برای شرایطی توسعه یافته اند که مقاومت خوردگی و استحکام بیشتری نسبت به گریدهای متداول موردنیاز است.

گستردگی استفاده های ورق استیل در صنایع پتروشیمی نتیجه ترکیبی از مقاومت خوردگی، استحکام مکانیکی و قابلیت عملکرد در شرایط مختلف دما و فشار است. از مخازن ذخیره مواد شیمیایی و تجهیزات تحت فشار گرفته تا مبدل های حرارتی، سیستم های پایپینگ، منیفولدها و تجهیزات دریایی، استنلس استیل در بخش های متعددی از این صنعت حضور دارد.

بااین حال، عملکرد مناسب تجهیزات به انتخاب صحیح گرید وابسته است. استیل 304، استیل 316، دوبلکس 2205 و گریدهای سوپر دوبلکس هرکدام برای شرایط متفاوتی مناسب هستند. بررسی دقیق محیط خورنده، دما، فشار و نوع سیال پیش از انتخاب ورق استیل می تواند به افزایش عمر تجهیزات و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری در واحدهای نفت، گاز و پتروشیمی کمک کند.

بیشتر بخوانید

دلایل خوردگی استیل 304 در محیط کلریدی

مقاومت استیل 316 در محیط مرطوب و صنایع دریایی چقدر است؟

مقاومت محصولات استیل در برابر زنگ زدگی چقدر است؟

نقش مولیبدن در صنایع استیل و علت ایجاد پایداری