Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Материалы и технология изготовления оборудования для установок комплексной подготовки и очистки газа от кислых компонентов

03.04.2019

Основными материалами для оборудования установок комплексной подготовки газа на промыслах, а также для большинства видов оборудования газоперерабатывающих заводов (установки предварительной подготовки газа или газоконденсата, очистки от кислых компонентов) являются углеродистые и низколегированные стали. Если технологическая среда не содержит сероводорода, для изготовления оборудования рекомендуются стали марок ВСтЗсп, 16ГС, 09Г2С. Особых требований к материалам и способу изготовления при этом не предъявляется.

Наличие в среде установки сероводорода существенно меняет положение. Влажный сероводород наряду с общей и язвенной коррозией вызывает блистеринг и такой опасный вид поражения, как коррозионное растрескивание. Поэтому и к материалам оборудования, контактирующего с такими средами, и к способу его изготовления предъявляются особые требования. Их выполнение должно предупреждать катастрофическое развитие коррозионных поражений в условиях воздействия влажного сероводорода и обеспечить высокую работоспособность оборудования.

Требования к материалам для изготовления оборудования в первую очередь предусматривают повышенную чистоту стали по примесям, отрицательно сказывающимся на стойкости к наводороживающему воздействию H2S. В этой связи оговаривают условие выплавки стали — в дуговых электропечах, поскольку это обеспечивает минимальное загрязнение стали неметаллическими включениями. Допускается выплавка стали в конверторе или мартеновской печи с основной футеровкой. Для уменьшения содержания неметаллических включений и обеспечения их глобулярной формы рекомендуется дополнительная, внепечная обработка синтетическими шлаками, порошкообразными реагентами, аргоном, а также вакуумирование и электрошлаковый переплав. Все это должно обеспечить содержание серы в стали не более 0,005 и фосфора менее 0,015%.

Поскольку коррозионные трещины развиваются, как правило, по направлению проката, стремятся обеспечить строение стали, препятствующее развитию трещины. Рекомендуется производить прокатку металлопродукции по продольно-поперечной схеме. С целью получения однородных свойств металлопродукцию подвергают термической обработке, нормализации или нормализации с высоким отпуском. Для исключения образования концентраторов напряжений в виде механических дефектов поверхность металла зачищают.

Нормативными документами предусматриваются требования к структуре и механическим свойствам стали, предназначенной для работы во влажном сероводороде. Сталь должна иметь мелкозернистую структуру (размер зерна не крупнее 8 номера по ГОСТ 5639—82), обеспечивающую повышенную вязкость и сопротивление хрупкому разрушению. Полосчатость (строчечность) стали также ограничивается (не выше 2 баллов по ГОСТ 5640—68). Структура стали должна быть близка к сорбитной.

Особое внимание уделяется коррозионно-механическим характеристикам стали — стойкости к сероводородному коррозионному растрескиванию и к образованию внутренних трещин при наводороживании (ступенчатое растрескивание). Материал оборудования должен иметь пороговое напряжение при испытаниях на CKP не менее 0,8 от минимального значения его предела текучести. Эти испытания проводятся по методике MCKP-01-85 или аналогичной ей NACE — TM-01-77. Они заключаются в выдержке нагруженного растяжением цилиндрического образца в растворе, содержащем 5% NaCl, 0,5% CH3COOH и насыщенном сероводородом, pH 3,0-4,0. Считается, что образец выдержал испытание, если при нагрузке 0,8о0,2 он не разрушился в течение 720 час.

Испытание на стойкость к ступенчатому растрескиванию требуется проводить по методике NACE T-1F-20: ненагруженные призматические образцы помещают в испытательную среду (синтетическая морская вода, насыщенная сероводородом, pH 4,8— 5,4) и выдерживают в течение 96 час. Затем образцы разрезают и измеряют длину и толщину образовавшихся в них трещин. Относительная (по отношению к размерам образца) длина трещины не должна превышать 3, а толщина 0%.

Кроме того, для предупреждения сероводородного коррозионного растрескивания оборудования в ряде случаев предусматривается снижение рабочих нагрузок путем изменения величины коэффициента запаса прочности при расчете элементов металлоконструкций. С этой целью в зависимости от парциального давления сероводорода в среде аппарата и значения pH среды все виды оборудования разделяют на пять категорий. Коэффициент запаса по пределу как текучести, так и прочности для оборудования первых четырех категорий повышен по сравнению с величиной, принятой при расчете обычного оборудования (табл. 6.2). Для пятой категории он соответствует расчетным коэффициентам оборудования, работающего в средах без сероводорода.
Материалы и технология изготовления оборудования для установок комплексной подготовки и очистки газа от кислых компонентов

Наконец, оборудование I, II и IV категорий рекомендуется изготавливать из стали наиболее стойкой к воздействию сероводорода — 20ЮЧ. Трубные пучки теплообменников и наиболее ответственные детали запорной арматуры аппаратов, отнесенных к этим категориям, рекомендуется изготавливать из стали 10Х17Н13М2Т или 08Х21Н6М2Т.

С целью снижения остаточных послесварочных напряжений все оборудование из углеродистых сталей подлежит термической обработке — высокому отпуску с температуры 600—650°С. При отсутствии возможности подвергнуть такой обработке аппарат целиком, обрабатывают только сварные соединения. Приварка каких-либо элементов после термической обработки недопустима.

Применение аппаратов из коррозионно-стойких материалов в рассматриваемых установках весьма ограниченно. Помимо перечисленных случаев использования сталей хромоникельмолибденовых нержавеющие стали рекомендованы для ряда элементов блоков регенерации гликолей. Так, змеевик испарителя в блоке регенерации гликоля и трубный пучок теплообменника, контактирующего с 60—70%-ми растворами гликолей при температуре 70—135°С, страдающие от воздействия продуктов разложения гликолей, рекомендуют изготавливать из стали 08XI8H10Т. Поскольку опасность представляют кислые компоненты среды, сварные соединения стали 08Х18H10Т должны обладать повышенной стойкостью к MKK.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: