آشنایی با صنعت نفت و گاز
بزرگ‌ترین صنایعی که به اقتصاد کشورهای نفت‌خیز کمک می‌کنند، صنایع نفت و گاز هستند. به طور کلی، محصولات نهایی حاصل از صنعت نفت شامل انواع سوخت و انواع فراورده‌های نفتی هستند و کاربرد فولاد ضد زنگ در صنعت نفت و نقش فولاد ضد زنگ در صنعت گاز در این چرخه تولید در سه سطح زیر دیده می‌شود:
• بالادستی
• میانی
• پایین‌دستی
فولاد ضد زنگ در صنعت نفت یا به عبارتی استنلس استیل گروهی از آلیاژهای فولاد با حداقل ده و نیم درصد کروم هستند. همین امر موجب می‌شود که این نوع از فولادها در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی مقاومت بسیار خوبی را از خود نشان دهند، البته در این نوع فولاد از عناصر دیگری همچون نیکل و مولیبدن نیز استفاده می‌شود. فولاد ضد زنگ در صنعت گاز را می‌توان در لوله‌کشی‌ها، جداکننده‌ها، پمپ‌های مخصوص خطوط انتقال، مبدل‌های حرارتی و همچنین مخازن مخصوص ذخیره‌سازی مشاهده کرد.
مزایای فولاد ضد زنگ
در صنعت نفت و گاز همچنین از انواع خاص‌تری از استیل همچون فولادهای داپلکس و فولاد ضدزنگ سوپر داپلکس استفاده می‌شود. در ساختار فولاد داپلکس، ترکیبی از ساختار فولاد زنگ نزن آستنیتی و فولاد ضد زنگ فریتی وجود دارد، که موجب بالا رفتن مقاومت آن در برابر انواع خوردگی و ترک خوردگی و افزایش استحکام می‌شوند.
از فولاد داپلکس در مخازن ذخیره‌سازی، چاه‌های تحت فشار و پتروشیمی استفاده می‌شود. این در حالی است که از فولاد سوپر دوبلکس برای مبدل‌های حرارتی، خطوط جریان، تجهیزات پردازش و… استفاده می‌شود. به طور کلی، این نوع فولادها دارای مزایای بسیار زیادی هستند که آنها را به یک گزینه عالی برای صنعت گاز و نفت تبدیل می‌کنند. برخی از این مزایا عبارت‌اند از:
• استحکام عالی برای تولید محصولات تحت فشار و دماهای بالا
• مقاومت در برابر انواع خوردگی
• نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری
• جوشکاری عالی
• استحکام کششی و تسلیم بالا فولاد ضد زنگ در صنعت نفت
کاربرد فولاد کربنی در صنعت نفت و گاز
ASTM A53 (لوله های فولادی سیاه و گالوانیزه، یکدست و جوش داده شده)
لوله های A53 برای کاربردهای مکانیکی استفاده می‌شوند و مایعات را تحت فشار کم تا متوسط انتقال می‌دهند. یک لوله A53 را می‌توان در صورت لزوم جوش داد و آن را به شکل خاصی فرم داد. این لوله در سه نوع اصلی F (برای جوشکاری مناسب نیست)، S (نورد گرم و نورد سرد) و E (لوله‌های ERW ساخته شده از کلاف‌های فولادی) موجود می‌باشند.
ASTM A106 (لوله بدون درز CS برای کاربردهای فشار بالا و دمای بالا تا ۷۵۰ درجه فارنهایت)
لوله های ASTM A106 / SA106 در ابعاد و اندازه از ۱/۲ تا ۲۸ اینچ (طبق مشخصات ASME B36.10) در دسترس هستند. این لوله‌ها به صورت منفرد و با طول‌های متناوب (۱۷- ۱۷)( ۲۴-۲۴) و یا با طول دو برابر (۳۶-۳۶) (۴۴-۴۴) در دسترس هستند.
ASTM A333 نیز در درجه حرارت پایین مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کاربرد فولاد آلیاژ کروم-مولیبدن در صنعت نفت و گاز
در صنعت لوله‌سازی، از فولاد با ترکیب آلیاژی بالا برای ساخت لوله‌هایی که باید تحت فشار و دمای بالا کار کنند، استفاده می‌شود. لوله‌های بدون درز ” کروم-مولیبدن ” دارای مقاومت قابل توجهی در برابر خوردگی بوده و از استحکام کششی بالا در درجه حرارت‌های بالا برخوردار می‌باشند. بطور کلی، لوله های ASTM A335 P11 ، P22 و P91 در تجهیزات تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرند. در صنایع نفت و گاز اغلب از گرید P5 و P9 برای مصارف و تجهیزات پالایشگاهی استفاده شده است
کاربرد استیل در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی
مصرف اصلی فولاد ضد زنگ در صنایعی است که خورندگی بالا، دما و یا فشار خیلی زیاد مرسوم می‌باشد. در صنعت پالایش نفت تأکید روزافزونی بر فولادهای ضد زنگ با مقاومت بالا در برابر خوردگی شده است. خوردگی‌هایی که در بسیاری از فرآیندهای پالایش یافت می‌شوند نشات گرفته از یکی از موارد زیر است: گوگرد، اسید نفتیک، اسید پلی اتیونیک، کلریدها، دی اکسید‌کربن، آمونیاک، سیانیدها و فنل‌ها. می‌توان از فولاد ضد زنگ در بسیاری از واحدها و تجهیزات پالایش نفت، مانند واحدهای شکست کاتالیزور مایع و سرویس‌های اسید پلی‌اتیونیک استفاده کرد.
از جمله کاربرد استیل در صنعت نفت، در واحدهای شکست کاتالیزور مایع، مخلوطی از سوخت موتور و خوراک پتروشیمیایی تحت عملیات قرار می‌گیرند. معمولاً در پالایش نفت به خصوص در واحدهای شکست کاتالیزور مایع، از انواع گریدهای ۳۰۴ ، ۳۲۱ و ۳۴۷ از جنس فولاد ضد زنگ استفاده می‌شود. این فلزات همچنین در پالایشگاه‌ها در کوره‌های فشار قوی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این گریدهای استنیتی از جنس فولاد ضد زنگ، از نظر مقاومت در دمای بالا بسیار عالی بوده و در برابر اکسیداسیون و سولفیداسیون مقاوم هستند. با این وجود، برای فولاد ضد زنگ ۳۰۴ در محدوده دمای ۸۰۰ درجه فارنهایت تا ۱۵۰۰ درجه فارنهایت، “کاربید کروم کروم” در مرز دانه به وجود می‌آید. در نتیجه، برای جلوگیری از این وقایع، در پالایشگاه‌ها از گریدهای تثبیت شده، مانند فولاد ضد زنگ نوع ۳۲۱ که با تیتانیوم یا فولاد ضد زنگ ۳۴۷ تثبیت شده است، استفاده می‌شود.
پرکاربردترین محصولات فولادی در صنعت نفت، گاز و پترشیمی
• لوله‌های مانیسمان
لوله‌های مانیسمان از جمله پرکاربردترین محصولات فلزی فولادی مورد استفاده در این صنعت هستند. لوله‌های فولادی بدون درز یا لوله مانیسمان که بدون خط جوش تولید می‌شوند، مقاومت و استحکام بالایی در مقابل فشارهای وارده دارد و به دلیل مقاومت در برابر حرارت‌های بالا، انتخاب درستی برای استفاده در صنعت نفت و گاز به شمار می‌روند. انواع لوله‌های مانیسمان شامل لوله‌های هسته خارجی، لوله‌های هسته داخلی، لوله‌ی جداری و لوله‌ی حفاری هستند.
• ورق فولادی
ورق فولادی یکی دیگر از پرکاربردترین محصولات فولادی است که در در صنعت نفت، گاز و پتروشمی بسیار مهم است. ورق فولادی A537 CL1 برای بویلرها و مخازن تحت فشار گاز مورد استفاده قرار می گیرند. ورق فولادی A537 CL1 باید در همه ضخامت‌ها نرمالایز شود. ورق‌های فولادی A537 به طور معمول در صنعت نفت، پتروشیمی و گاز کاربرد دارد. ماده ASTM A537 CL1 یک فولاد نرمالایز است.
این فولاد در شرایط حرارت بالا حرارت کار می‌کند و در نتیجه عملکرد و استحکام کششی بیشتری نسبت به استاندارد‌های امریکایی ASTM A516 نشان می‌دهد. این فولاد ، فولادی ایده آل برای استفاده در بویلرهای تحت فشار، دیگ‌های بخار و مخازن تحت فشار است. مخازن تحت فشار معمولا به دو شکل استوانه‌ای و کروی ساخته می شوند. در طراحی مخازن تحت فشار به فاکتورهایی مانند حداکثر فشار عملیاتی و درجه حرارت ایمن، ضریب ایمنی، میزان خوردگی مجاز و حداقل دمای طراحی توجه می‌کنند. برای اطمینان از کیفیت این ورق‌ها در هر بخش تولیدی آزمایشات دقیق صنعتی روی آنها انجام می‌گیرد. این آزمایشات شامل آزمایش شناسایی مواد ، آزمون خوردگی بین دانه ای، آزمون مقاومت در برابر انفجار، آزمون سختی، آزمون‌های غیر مخرب، تست اولتراسونیک، آزمایش ماکرو، آزمون میکروسکوپی، آزمون شیمیایی، آزمون مکانیکی هستند.
کلام آخر
آشنایی با مهم‌ترین خواص فولاد ضد زنگ در صنعت گاز و فولاد ضد زنگ در صنعت نفت به شما کمک می‌کند تا درک بهتری از کلیت این محصول داشته باشید. به طور کلی باید بگوییم که این نوع فولاد به دلیل داشتن ترکیبات ویژه خود یک انتخاب عالی جهت تولید ابزارهای مختلف مرتبط با صنعت نفت و گاز است. مهم‌ترین امر در تامین این محصولات، توجه به کیفیت این نوع فولاد و قطعات استیل است.