Ako optimalizovať koróziu - Odolné diely pre kovovú tlač v petrochemickom zariadení?

1. Výber materiálov: Berúc do úvahy, ako dobre odolávajú korózii a ako dobre sa dajú použiť v rôznych procesoch
Pri výbere korózie - Odolné materiály pre petrochemické vybavenie by sa mali brať do úvahy chemická stabilita a to, ako dobre pracujú s technikami 3D tlače. Pretože tak dobre odolávajú korózii, zliatiny titánu, zliatiny Nickel- a duplexná nehrdzavejúca oceľ sa stávajú populárnymi materiálmi.
Zliatina titánu: TI-6AL-4V je dobrým materiálom pre potrubia a výmenníky tepla na mori, pretože nekoroduje v kyseline chlorovodíkovej alebo chloridu . 3 d vytlačené titánové zliatiny môžu zlepšiť svoju odolnosť voči korózii ešte viac zmenou štruktúry ich zŕn. Napríklad technológia laserového selektívneho topenia môže spôsobiť, že kryštály sú jemnejšie. Experimentálne údaje naznačujú, že miera korózie 3D tlačenej titánovej zliatiny v 3,5% roztoku NaCl sa zníži o 40% v porovnaní s konvenčnými kovanými komponentmi.
Nickel - zliatiny, ako napríklad Inconel 718 a ďalšie, fungujú veľmi dobre v podmienkach s vysokými teplotami a silnými kyselinami {{}} d tlačová technológia môže zabrániť problému segregácie komponentov, ku ktorému dochádza s tradičným obsadením riadením laserovej energie a rýchlosti skenovania. Vďaka tomu je distribúcia zliatinových prvkov rovnomernejšie a robí materiál odolnejším voči praskaniu korózie a napätia. Napríklad petrochemická firma využila 3D - vytlačenú zliatinu Nickel - na vytvorenie vnútorností hydrogenácie reaktora, ktorý bežal dva roky pri 500 stupňoch a 10 MPa bez korodovania.
Austenit a feritová štruktúra sú prítomné v nehrdzavejúcej oceli s duálnou fázou, ktorá je 2205 s dvoma fázovou oceľou (22% CR, 5% NI). Je tiež veľmi rezistentná na koróziu iónov chloridu. Po 3D tlači je duplexná oceľ zatĺkaná horúcim stlačením (Hip), aby sa zbavilo vnútorných pórov a spĺňala normy odolnosti proti korózii ASTM A923. Vďaka tomu je dobré pre štruktúry podpory nádrže v pobrežných rafinériách.
2. Optimalizácia procesu: Úplná kontrola procesu od návrhu po formovanie
Odolnosť proti korózii kovových 3D tlačených položiek závisí od toho, ako dobre sa riadia parametre procesu. Ak chcete dosiahnuť najlepšie výsledky, všetky tri aspekty - dizajn, tlačiarenská a podporná štruktúra - je potrebné spolu pracovať.
Dizajn pre optimalizáciu topológie: Generatívny dizajnový softvér automaticky vytvára ľahkú, koróziu - Odolné optimálne štruktúry založené na veciach, ako je rýchlosť toku tekutín a distribúcia tlaku. Napríklad jedna spoločnosť použila optimalizáciu topológie na zníženie hmotnosti laknov potrubia o 35% a zvýšenie zakriveného povrchu, čo znížilo nebezpečenstvo erózie a korózie tekutín.
Ovládanie parametrov tlače: Stabilita fondu taveniny a smer tvorby zŕn sú priamo ovplyvnené laserovým výkonom, rýchlosťou skenovania, hrúbkou vrstvy a ďalšími faktormi. Napríklad využitie laserového selektívneho topenia (SLM) s nízkym výkonom (150–200 W) a vysokou rýchlosťou skenovania (800 - 1 000 mm/s) môže znížiť zónu ovplyvnenú teplo a zastaviť hrubé zrná zhoršenia odolnosti proti korózii. Štúdia ukazuje, že vylepšená technika SLM znižuje hustotu korózie prúdu 316L z nehrdzavejúcej ocele v prostredí H2S o 60%.
Nové nápady na podpornú štruktúru: Keď si vyberiete časti, tradičné podporné štruktúry môžu poškodiť povrch, čo môže viesť k korózii. Nové rozpustné podporné materiály vrátane vody - rozpustné polyméry alebo podporné vzory, ktoré sú rovnaké ako substrát, môžu pomôcť udržať povrch korózie - rezistentné časti. Napríklad jedna firma využíva homogénnu podpornú tlač zliatiny titánovej zliatiny pre tesniace povrchy ventilov. Drsnosť RA je menšia alebo rovná 0,8 μm, čo spĺňa štandard API 6A pre koróziu - Odolné tesniace povrchy.
3
Na opravu povrchových nedostatkov, zvyškových kmeňov a ďalších problémov je potrebné, aby sa po ich uskutočnení systematicky posilňovali systematicky posilňované odolné časti.
Postup tepelného spracovania: žíhanie (500 - 600 stupňov počas 2 hodín) sa môže zbaviť vnútorného stresu v tlači a zastaviť praskanie korózie napätia. Ošetrenie starnutia (izolácia 700 - 800 stupňov po dobu 4 hodín) môže pomôcť zrážané fázy rovnomerne rozložené a urobiť materiál odolnejším voči korózii. Po ošetrení starnutia je miera korózie 3D vytlačeného Inconel 625 v 50% roztoku H2SO4 o 75% nižšia ako miera častí, ktoré neboli ošetrené.
Technológia na krytie povrchov:
Zliatina niklu fosforu, ktorá bola elektroplatovaná: Chemické pokovovanie vytvára amorfný povlak 0,5–1 μM na povrchu častí. Vďaka tomu sú viac ako desaťkrát odolnejšie voči korózii kyseliny chlorovodíkovej a je v poriadku na ochranu vnútorných stien skladovacích nádrží.
Nickel - karbid volfrámu sa používa na laserové opláštenie. Na tesniaci povrch ventilu sa kladie povlak, ktorý je hrubý 200 - 300 μm a má tvrdosť HRC 65. Kusy trvajú trikrát dlhšie ako bežné zvárané časti, pretože sú odolnejšie voči opotrebovaniu a súčasne koróziou.
Proces anodizácie: Elektrolýza vytvára povlak oxidu s hrúbkou 10 až 20 μm na častiach zliatiny hliníka, ktoré sú odolné voči korózii. Tento film zvyšuje potenciál jamiek o 300 mV a je dobrý pre podporu potrubia na pobrežných platformách.
Päť - Presné prepojenie pre presné mechanické obrábanie pomocou mletia CNC na vykonanie ultra - Presné obrábanie na dôležitých povrchoch (takéto tesniace povrchy a párenia) zaisťuje, že drsnosť povrchu je menšia ako 0,4 μm a že korózne médiá sa drží menej. Štatistiky z jednej spoločnosti ukazujú, že presnosť - spracovaná 3D - Vytlačená korózia - rezistentné diely korodujú o 80% menej v morskej vode ako nespracované časti.
4. Prípad aplikácie Industry: Real - Testovanie sveta z laboratória do továrne
Časti vo vnútri hydrogenácie: rafinácia spoločnosti vyrába distribučný disk pre hydrogenačný reaktor z zliatiny založenej na nikle-, ktorá bola vytlačená 3D. Optimalizáciou topológie sa počet prietokových kanálov zvýši o 40%a ošetrenie laserového opláštenia robí časti dvakrát viac odolné voči korózii ako štandardné kované časti. Táto časť beží nepretržite 18 mesiacov pri 10 MPA a 420 stupňov bez korodovania alebo úniku. To je o 60% kratšia ako obvyklý výrobný cyklus.
Potrubný systém pre platformy oceánov: Z dôvodu vysokého soľného spreja v Juhočínskom mori jedna spoločnosť zamestnáva 3D vytlačenú zliatinu titánu na výrobu lakťov potrubia. Potom ich eloxujú, aby natočili oxidový film. Pri použití s ​​dizajnom optimalizácie topológie, odpor kvapaliny klesá o 25%. Potrubný systém bol testovaný v mori tri roky a má mieru korózie iba 0,01 mm/a, ktorá spĺňa antikorozívny štandard C5 - M.
Spodná podporná štruktúra skladovacej nádrže: Petrochemická skladovacia nádrž používa podperné nosníky z nehrdzavejúcej ocele s 3D tlačeným duplexom, ktoré sú pokryté elektroplatom fosforovým povlakom niklu. Beamy sú bez vnútorných defektov vďaka horúcemu izostatickému lisovaniu. Po piatich rokoch monitorovania je hĺbka korózie podporného lúča nižšia ako 0,1 mm, čo je viac ako desaťkrát dlhšia ako servisná cena pravidelnej podpory uhlíkovej ocele.