이중 스테인레스 스틸 교환기는 석유 및 가스의 생산수 냉각에 어떻게 사용됩니까?

원유에서 생성된 물은 거친 모래, 황화수소 및 염화물을 포함하는 뜨겁고 짠맛이 나는 신 수프입니다. 다운스트림 장비를 보호하기 위해 이 유체를 냉각시키는 것은 열교환기의 어려운 작업이며, 이중 스테인리스강은 엔지니어가 선호하는 합금이 되었습니다. 생성된 수냉식은 유전 처리 시설에서 매일 수행되는 가장 부식성이 높고 기계적으로 까다로운 작업 중 하나입니다.

듀플렉스 스테인리스강으로 생산되는 수냉식 오일 가스의 증가하는 적용 분야 내에서 Duplex 2205는 316L과 같은 저렴한 스테인리스강과 더 비싼-비용의 슈퍼 듀플렉스 또는 니켈 합금 사이의 격차를 해소하는 균형 잡힌 재료 선택으로 부상했습니다.

생산된 물을 관리하는 것이 어려운 이유
생산된 물은 단순히 오염된 물이 아닙니다. 고온, 고압 조건에서 지하 깊은 곳에서 생성되는 화학적으로 적대적인 혼합물입니다.

일반적인 생성수에는 다음이 포함될 수 있습니다.

높은 염화물 농도

용해된 황화수소(H2S)

이산화탄소

고운 모래 입자

용해된 고체

남아있는 탄화수소

가공 중 산소 오염

이 조합은 다음과 같은 위험을 동시에 발생시킵니다.

부식 구멍

균열의 부식

황화물 스트레스에 따른 균열

부식과 침식

-예금 폭행

많은 산업 분야에서 일반 오스테나이트계 스테인리스강은 이러한 조건에서 급속히 저하됩니다.

생산된 수냉식 교환기의 일반적인 설계
쉘{0}}및-튜브 열 교환기는 생성된 수냉식에 자주 사용됩니다.

튜브-측면 생산 물 서비스
생산된 물은 많은 설계에서 튜브 측면 아래로 경로가 지정됩니다.

튜브 점검 및 교체가 더욱 간편해졌습니다.

속도가 높을수록 오염을 최소화할 수 있습니다.

압력 제한 단순화

모래 침식은 제어하기가 더 쉽습니다.

그런 다음 쉘 측면은 냉각수, 해수 또는 글리콜 시스템으로 순환됩니다.

교환기는 난류 조건에서 기계적 무결성을 유지하면서 염화물-이 풍부한 염수에 대한 지속적인 노출을 견뎌야 합니다.

Duplex 2205가 자주 선택되는 이유
기존의 316L 스테인리스강과 비교할 때 Duplex 2205 스테인리스강은 페라이트 및 오스테나이트 미세 구조의 조합으로 인해 기계적 강도와 내식성이 훨씬 우수합니다.

우수한 내염화물성
Duplex 2205의 더 큰 크롬, 몰리브덴 및 질소 구성은 대략 다음과 같은 피팅 저항 등가 지수(PREN)를 제공합니다.

프렌=35 프렌=35 프렌=35

이에 비해 316L 스테인리스강은 종종 다음 근처에서 PREN을 나타냅니다.

PREN≒25PREN \\대략 25PREN≒25

이러한 개선으로 염화물-유발 공식 부식에 대한 저항성이 크게 향상되었습니다.

뜨거운 염화물 염수에서의 성능
생산된 물은 종종 오염물질이 추가된 농축된 해수와 유사합니다. 임계 공식 온도 이하의 뜨겁고 폭기된 염화물 환경에서도 Duplex 2205는 이러한 상황에서 공식을 견딜 수 있습니다.

폭기된 해수에서 Duplex 2205의 임계 피팅 온도는 일반적으로 다음보다 높습니다.

35도 CPT 이하 40도 이하 35도 CPT 이하 40도 이하 CPT \\leq 40도 35도 CPT 이하 40도 이하

이 성능 마진은 염화물이 풍부한 환경에서 훨씬 낮은 온도에서 국부적인 공격에 취약해지는 316L보다 훨씬 좋습니다.

모래 침식에 대한 저항
생산된 물은 고형물 없이 도착하는 경우가 거의 없습니다. 미세한 지층 모래는 특히 초기 현장 수명이나 불안정한 생산 기간 동안 냉각 시스템을 통해 정기적으로 운반됩니다.

더욱 견고한 듀플렉스 매트릭스로 내구성이 향상되었습니다.
이중 미세 구조는 316L 스테인리스 강의 완전 오스테나이트 구조보다 기계적으로 더 강합니다. 이렇게 높은 경도는 다음에 대한 저항성을 향상시킵니다.

모래 충돌

부식과 침식

수동적으로 필름 제거

흐름으로 인한 마모

또한 이중 스테인리스강의 수동 산화물 층은 기계적 파손 후 빠르게 복구되어 난류 환경에서 내식성을 유지하는 데 도움을 줍니다.

유전에서, 녹슬지 않는 교환기는 원유의 무게만큼 가치가 있으며, 특히 연마 입자가 지속적으로 튜브를 통과할 때 더욱 그렇습니다.

기계적 강도의 장점
Duplex 2205의 우수한 항복 강도는 주요 장점 중 하나입니다.

무게 감소 및 튜브 두께 감소
듀플렉스 2205는 316L 스테인리스강의 약 2배에 달하는 항복 강도를 갖습니다. 이를 통해 다음이 가능합니다.

튜브 벽의 두께 감소

교환기의 무게를 줄여라

더 높은 압력 기능

향상된 진동 저항

듀플렉스 스테인리스 스틸은 316L보다 킬로그램당 가격이 더 비싸지만, 단면이 얇아지면 재료 비용 프리미엄이 다소 완화됩니다.

생산된 물 시스템에서 Duplex 2205가 가장 많이 사용되는 이유는 비용 효율성, 강도, 부식 저항성-으로 설명할 수 있습니다.

Sour 서비스의 한계
뛰어난 성능에도 불구하고 Duplex 2205는 모든 유전 상황에 보편적으로 허용되는 것은 아닙니다.

높은 H2S 부분 압력에 대한 우려
극도로 산성인 서비스 조건에서 황화수소의 부분압이 높아지면 다음과 같은 위험이 발생할 수 있습니다.

황화물 스트레스에 따른 균열

수소 취성

국부적인 녹으로 인한 손상

정말 신랄한 상황에서는 다음과 같은 자료가 사용됩니다.

슈퍼 듀플렉스 스테인레스 스틸

니켈- 기반 합금

부식에 강한-고합금 소재

필요할 수 있습니다.

그럼에도 불구하고, 전통적인 석유 및 가스 작업에서 볼 수 있는 중간 정도의 산성-서비스 생성 물 응용 분야의 대부분은 Duplex 2205로 만족스럽게 처리됩니다.

자료 참고: 용접 절차 제어 사항
저-페라이트 용접 절차
듀플렉스 스테인리스강을 제작할 때는 용접 품질이 매우 중요합니다.

저-페라이트 용접 공정은 용접 영역에서 페라이트와 오스테나이트 상 간의 올바른 균형을 유지하도록 신중하게 설계되어야 합니다. 부적절한 열 입력 또는 필러 선택은 용접 이음새 근처의 내식성에 영향을 미칠 수 있습니다.

중요한 제조 제어에는 다음이 포함됩니다.

조절된 열 입력

적절한 용가재 선택

온도 조절 인터패스

용접 후 세척 및 패시베이션

용접 야금이 불량하면 저항성이 높은 합금의 부식 성능이 약화될 수 있습니다.

다른 일반적인 합금과 비교
모래 침식 저항, 재료 염화물 저항 및 상대 비용일반적인 응용 프로그램
316L 스테인레스 스틸 중간 중간 중간 낮은 약한 소금물 서비스
Duplex 2205 높음 높음 중간가장 많이 생성되는 물 시스템
슈퍼 듀플렉스 매우 높음매우 높음심한 염화물/신맛 서비스
초고도 니켈 합금매우 공격적인 분야
이러한 배치로 인해 Duplex 2205는 프리미엄 니켈 합금 비용 없이 장기적인 안정성을 원하는 많은 운영자에게 매력적인 절충안이 됩니다.-

결론적으로
석유 및 가스 부문에서 듀플렉스 스테인리스강은 생산된 수냉식 시스템을 위한 신뢰할 수 있는 주력 합금으로 부상했습니다. Duplex 2205는 기존의 316L 스테인레스 스틸보다 기계적 강도가 훨씬 더 우수할 뿐만 아니라 염화물, 적당한 황화수소 노출 및 연마성 모래 침식에 대한 상당한 저항성을 제공합니다.

내식성, 구조적 내구성 및 경제적 효율성이 결합되어 있어 낮은 등급의 합금을 빠르게 저하시키는 뜨겁고 염분이 많고 모래가 많은 환경에서도 견딜 수 있습니다.- 심각하게 신맛이 나는 서비스 상황에서는 여전히 슈퍼 듀플렉스 또는 니켈{2}} 기반 재료가 필요할 수 있지만 Duplex 2205는 전 세계 유전에서 생산된 대량의 수냉식 애플리케이션을 성공적으로 서비스합니다.

효율적인 석유 생산은 탄화수소에 수반되는 물의 조절에 달려 있는 경우가 많습니다. 생성된 물의 열 조절은 현대 처리 시스템에서 신뢰할 수 있는 현장 작업의 조용한 초석 중 하나로 나타났습니다.