地上パイプラインの腐食防止

の腐食 地上パイプライン 腐食性イオン(Cl-、S2-)、CO2、バクテリア、溶存酸素の複合作用によって引き起こされます。 溶存酸素は強力な酸化剤であり、鉄イオンを酸化して沈殿を形成しやすく、溶存酸素と腐食速度の関係は線形です。 硫酸塩還元細菌は、水中に硫酸塩還元水素硫化物が存在し、パイプ水素誘起割れや応力腐食割れを引き起こす可能性があり、腐食生成物が硫化第一鉄を生成し、鋼の表面に付着しにくく、脱落しやすいカソードはアクティブなマイクロバッテリーとスチールマトリックスを構成し、スチール基板に腐食を引き起こし続けるため、は潜在的です。 腐生細菌はパイプラインに付着してファウリングの閉塞を引き起こし、また酸素濃淡電池を生成してパイプラインの腐食を引き起こします。 地表パイプライン内の油水混合物は、分離後に下水タンクに入る可能性があります。 したがって、油田の地上パイプラインの防食対策を選択する際には、保護効果、建設の難しさ、コストなどの要素を考慮する必要があります。 一般的に使用される腐食防止対策のいくつかは、油田の地上パイプライン用です。

 

コーティング

パイプラインには多くの防食コーティングが施されていますが、その性能は異なります。 適切なコーティングを選択すると、パイプラインの耐用年数を大幅に延ばすことができます。 腐食環境、輸送媒体、その他の条件に応じて、適切なコーティングを選択してください。 外側の保護コーティングは、地上の鋼管の最初で最も重要なバリアであり、主に有機コーティングと金属コーティング(またはコーティング)です。 有機コーティングは、エポキシ樹脂、変性フェノールエポキシ、アスファルト、コールタール、その他のコーティングに分けることができます。 実験結果は、塩水や油に浸したときにコーティングの表面が泡立たず、コーティングがAPI RP 5L2接着および剥離試験の要件を満たしていることを示しており、コーティングが良好な接着性を持っていることを示しています。 コーティングを250℃で30分間加熱した後、室温の水で冷却します。 塗装面は剥がれ、ひび割れ、気泡、密着性の低下などがなく、耐熱性に優れています。 曲げおよび摩耗試験を実施するためのASTMD522、ASTM D968およびその他の規格によれば、コーティングは優れた曲げおよび耐摩耗性も備えています。

 

陰極防食

小径パイプライン(配管径60mm未満)の場合、内面の塗装は容易ではなく、屋内で塗装を行っても100%ピンホールフリーを実現することは困難です。 さらに、内壁コーティングは使用過程で摩耗することが多いため、陰極防食法を使用すると腐食穿孔を効果的に減らすことができます。 犠牲陽極保護は最も初期の陰極防食法であり、操作が簡単で、電源を必要としません。 中国で一般的に使用されている犠牲陽極材料には、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、およびそれらの合金が含まれます。

犠牲陽極の出力電流は、その形状とサイズによって異なります。 陰極防食電位のアルミニウム合金であるマグネシウム、亜鉛(銅/銅硫酸塩基準電極と比較して)の実験室試験では、0.85種類の合金が石油およびガソリンスタンドの陰極防食仕様の要件に適合しています(陰極防食電位はアルミニウム合金陽極保護効果を含めてXNUMXV以上)が最も良く、マグネシウム陽極と亜鉛合金陽極は劣っています。

 

スペシャルジョイント

特殊継手は、塗装後のパイプ溶接による界面塗装の損傷を解消するように設計されています。 方法は次のとおりです。耐火断熱材と高温コーティングを使用します。 または、優れた断熱性能と耐食性、および破裂と透磁率の性能の急激な変化の温度に優れた新しいタイプの高温断熱セラミックジョイントを使用しますが、強度と靭性が悪い。 実験室でのテストでは、温度が急激に変化する条件下で、接合部の耐亀裂性と耐貫通性が要件を満たすことができることが示されています。 ただし、強度と靭性を確保することを前提として、接合部の肉厚が厚くなり、内径の変化が通常の構造に影響を及ぼします。 パイプライン。 耐火断熱材と高温コーティング接合部の使用は、使用の要件を完全に満たすことができます。

 

原子力発電所の冷却水システムに二相ステンレス鋼が使用されているのはなぜですか?

クリーンエネルギー源として、原子力は世界中の炭素排出量の削減に大きく貢献しています。 冷却水配管システムは、原子力発電所の安全な運転の鍵です。 これは、さまざまな直径とサイズの数千フィートのパイプで構成されています。 プラント設備を冷却するための信頼性の高い給水を提供します。 非安全配管システムは、プラントを冷却するのに十分な冷却水を提供する必要があり、安全システムは、原子炉を制御下に置き、緊急時に安全にシャットダウンするのに十分な冷却水を提供する必要があります。

これらのパイプ材料は、機器の耐用年数を通じて冷却水の腐食に耐性がなければなりません。 工場の場所に応じて、冷却水の種類は比較的きれいな淡水から汚染された海水までさまざまです。 経験によれば、システムが古くなると、さまざまな腐食の問題やさまざまな程度の腐食が発生し、システムが損傷し、必要な冷却水を供給できなくなる可能性があります。

冷却水配管の問題には、多くの場合、材料とそれらの冷却水との相互作用が関係しています。 堆積物の蓄積、海洋生物学的付着(生物付着)、腐食生成物の蓄積、異物の閉塞など、システムのファウリング(詰まり)と腐食による漏れが最も一般的な問題です。 漏れは通常、水中の特定の微生物によって引き起こされる非常に腐食性の腐食である微生物腐食(MIC)によって引き起こされます。 この形態の腐食は、炭素鋼と低合金ステンレス鋼で頻繁に発生します。

ステンレス鋼は、新しい給水配管システムを構築し、既存の炭素鋼システムを修理または交換するための実行可能なオプションと長い間考えられてきました。 配管のアップグレードソリューションで一般的に使用されるステンレス鋼は、304L、316L、または6%-Moステンレス鋼です。 316Lと6%Moステンレス鋼は性能と価格に大きな違いがあります。 冷却媒体が腐食性が高く、微生物腐食のリスクがある未処理の水である場合、304Lおよび316Lは適切な選択ではありません。 その結果、原子力発電所は6%-Moステンレス鋼にアップグレードするか、炭素鋼システムの高い維持費を受け入れる必要がありました。 一部の原子力発電所は、初期費用が低いため、依然として炭素鋼のライニングパイプを使用しています。 ASTM A240によると、工業用給水配管システムは、多くの場合、以下のステンレス鋼で作られています。

グレード UNS C N Cr Ni Mo Cu
304L S30403 0.03 / 18.0-20.0 8.0-12.0 / /
316L S31603 0.03 / 16.0-18.0 10.0-14.0 2.0-3.0 /
6%Mo N08367 0.03 0.18-0.25 20.0-22.0 23.0-25.0 6.0-7.0 0.75
2205 S32205 0.03 0.14-0.2 22.0-23.0 4.5-6.5 3.0-3.5 /

2205二相ステンレス鋼が優れた選択肢であることが証明されました。 サウスカロライナ州にあるデュークパワーのカトーバ原子力発電所は、システムに2205(UNS S32205)二相ステンレス鋼を使用した最初の原子力発電所です。 このグレードは約3.2%のモリブデンを含み、304Lおよび316Lステンレス鋼よりも耐食性が向上し、耐微生物性が大幅に向上しています。

メインコンデンサーの冷却塔に給水を運ぶ配管システムの地上部分の炭素鋼ライニング配管は、2205二相ステンレス鋼配管に置き換えられました。

新しい代替品 2205 二相ステンレス鋼管は2002年に設置されました。管の長さは60メートル、直径は76.2 cm、直径は91.4 cmで、管の壁の厚さは0.95cmです。 ASME B31.1に準拠して指定されたシステムは、発電所の配管システムを安全に使用するための管理コードの500つであり、世界中で広く使用されています。 2205日間のサービスの後、システムは徹底的に検査されました。 検査中にスケーリングや腐食は見つかりませんでした。 2205二相ステンレス鋼は非常に良好に機能しました。 XNUMXステンレス鋼配管は、設置以来XNUMX年以上にわたって良好に機能しています。 この経験に基づいて、デュークパワーは使用しています 2205二相ステンレス鋼管 そのシステムの他の部分で。

2205日使用後の500パイプの内部。

 

原子力発電所の水システムの設計者は、耐食性の冷却水の配管材料を選択する際に、もう2205つの選択肢があります。 XNUMX二相ステンレス鋼の適用に成功すると、メンテナンスコストを削減し、ダウンタイムを削減し、原子力発電所の運転の安全性を確保できます。

Uステンレス鋼熱交換器の熱処理

オーステナイト系U字型ステンレス鋼管の熱処理について言えば、ほとんどの人は、増感と高い溶体化処理温度のために必要ないと考えており、パイプの変形を引き起こしやすいです。 実際、オーステナイト系ステンレス鋼の熱処理は避けられません。熱処理によってステンレス鋼管の構造を変えることはできませんが、加工性を変えることはできます。

たとえば、炭素含有量が少ないため、 304 ステンレス鋼の熱交換管は、要件を満たすために歯車成形カッターの表面粗さを正規化するときに困難であり、工具寿命を縮めます。 不完全焼入れ後に得られる低炭素マルテンサイトと鉄ケーブル構造は、硬度と表面粗さを大幅に改善することができ、パイプの耐用年数も3〜4倍に延ばすことができます。 また、U字型熱交換管曲げ部は曲げ半径が小さく加工硬化現象が明らかであり、熱処理が必要であり、熱処理装置全体に比べてオーステナイト系ステンレス鋼管溶液熱処理、酸洗い不動態化が多いよりシンプル。 本論文では、仕様、曲げ半径、熱処理条件の異なるU字管について一連の試験を行い、オーステナイト系ステンレス鋼製のU字管の熱処理の必要性を分析した。

 

実験材料:

304 ステンレス鋼U字管

サイズ:19 * 2mm、曲げ半径:40、15、190、265、340mm

サイズ:25 * 2.5mm曲げ半径:40、115、190、265、340、mm

熱処理:未処理、亜固溶体処理、固溶体処理

 

硬さ試験

熱処理および亜固相処理を行わないU字型熱交換管の曲げ部分:曲げ半径を小さくすると、硬度値が高くなります。 溶体化処理後の熱交換管の硬度値(曲げ前と比較)に明らかな変化はありません。 これは、オーステナイト系ステンレス鋼の加工硬化効果が明らかであり、変形の増加に伴い、加工硬化の傾向が強まっていることを示しています。

 

顕微鏡検査

曲げ半径40mmのU字型曲げ部の場合:熱処理を行わないと、微細構造にマルテンサイトとすべり線が多く、微細構造のオーステナイトの等軸形状が完全に消失します(マルテンサイトが多すぎると鋼になります)もろい)。 亜固体溶液で処理された組織のマルテンサイトのほとんどは変換されていますが、少量のマルテンサイトがまだ存在しています。

溶体化処理後、オーステナイト粒は等軸化され、マルテンサイトは検出されませんでした。 曲げ後の曲げ半径Rが115、190、265、340mmのU字型チューブの非加熱微細構造にもスリップバンドとマルテンサイトが存在したが、曲げ半径の増加に伴い含有量は徐々に減少した。 U字管の曲げ半径Rが265mm以上の場合、熱処理前後の微細構造への影響は大きくありません。 曲げ半径Rが265mm未満の場合、非加熱U字管の微細構造にマルテンサイトが存在し、熱処理温度(亜固溶体処理、固溶体処理)の上昇に伴いマルテンサイトの含有量が減少します。

 

粒界腐食試験

顕微鏡検査により、マルテンサイトの存在は粒界腐食に影響を及ぼさないことがわかった。 絶対化された微細構造には大量のマルテンサイトが存在しますが、マルテンサイトの分布に伴う粒界腐食の傾向はありません。 一部の粒界は溶体化処理の前後で広がり、粒界の分布はマルテンサイトの分布とは無関係でした。 腐食試験後の顕微鏡検査に基づいて、試験基準に従って様々な状態のU字型チューブの曲げ試験を実施した。 180°曲げた後、チューブに粒界腐食亀裂は見つかりませんでした。

 

溶体化処理温度

溶体化処理の効果は、溶体化温度が低いことによる影響を受け、微細構造や硬度の結果は得られません。 温度が少し高いと、U字型のセグメントの内側に凹面や亀裂などの欠陥が現れることがあります。

 

実験から、冷間加工後のステンレス鋼のマルテンサイト変態は、耐食性の影響が応力よりはるかに大きいことが知られています。 U字型チューブの曲げ半径が115mm未満の場合、溶体化処理前後のU字型チューブの微細構造が大きく異なります。 この小半径のU字型パイプベンドセグメントでは、冷間成形後に固溶体処理を行う必要があります。 より高い粒界腐食性が要求されない場合は、曲げ半径が265mm以下のU字型曲げ部を溶体化処理することをお勧めします(残留応力の除去に注意してください)。 曲率半径が大きいU字型熱交換管の場合、応力腐食に敏感な環境を除いて、曲げ部分を溶液で処理できない場合があります。 小管径の流体抵抗が大きいため、清掃が不便で構造物を塞ぎやすく、大径ステンレス鋼管の流体抵抗は小管径ほど大きくなく、清掃が容易で、粘性や汚れた液体。

 

WLD Companyは、304mmから316mm、厚さ10mmから114mmの0.6/3.0ステンレス鋼熱交換チューブを提供できます。 長さは実際の作業条件に応じてカスタマイズできます。 あなたがそれを必要とするならば、今日我々に連絡してください。

ステンレス鋼管の研磨処理

ステンレス鋼管の研磨処理は、実際には、器具とステンレス鋼管の表面摩擦による表面研削プロセスであり、明るい表面が得られます。 ステンレス鋼管の外側研磨は、異なる粗い粒子サイズのリネンホイールで表面を切断して明るい表面を得るために使用され、内部研磨は、プラスチック研削ヘッドを使用した内部研削の往復運動または選択運動の内側のステンレス鋼管内で行われます。 研磨は元の加工精度を向上させることはできず、表面の平坦度を変えるだけであり、研磨されたステンレス鋼管の表面粗さの値は1.6〜0.008umに達する可能性があることに注意してください。 加工工程により、機械的廃棄と化学的研磨に分けられます。

 

機械研磨

ホイール研磨:鋼管ロールの表面にフレキシブル研磨ホイールと微細研磨剤を使用し、マイクロカッティングを行って研磨プロセスを実現します。 研磨ホイールは、大きなワークピースの研磨に使用される、キャンバス、フェルト、または革の重なり合った層でできています。

ローラー研磨と振動研磨は、ワークピース、研磨剤、研磨液をドラムまたは振動ボックスに入れることです。ドラムがゆっくりと回転するか、振動ボックスの振動がワークピースと研磨剤の摩擦を引き起こし、研磨液の化学反応が鋼管表面の汚れ、腐食を取り除くことができます、およびバリを使用して滑らかな表面を取得します。 大きなワークに適しています。 研削抵抗は、研削盤やワークの剛性に関係し、研削振動の振幅や研削温度にも関係があり、研削工具の寿命や研削面の特性に影響を与えます。 研削温度は、ワークの熱変形を引き起こし、寸法精度を低下させ、研削面の加工変成層にも影響を与えます。

化学研磨

ステンレス鋼管を特殊な薬液に浸します。 金属表面の隆起部分が凹面部分よりも早く溶解する現象を利用して、研磨工程を実現します。

化学研磨は、投資が少なく、高速、高効率、優れた耐食性です。 ただし、明るさの違いもあり、ガスオーバーフローには換気装置が必要であり、加熱が困難で、複雑な部品に適しており、光強度要件の小さな部品は高製品ではありません。

電解研磨

ステンレス鋼管の電解陽極研磨は、陰極としてのプロセス不溶性金属であり、直流(DC)と選択的陽極溶解により、同時に電気化学トラフへの極を形成するため、ステンレス鋼管の表面は高輝度と光沢のある外観を実現します、および形状–表面の粘着性フィルムは、パイプの耐食性を高め、表面品質の要件が高い場合に適用できます。

鏡面研磨

ステンレス鋼の鏡面加工は、実際には一種の研磨工程です。 ステンレス鋼管 グラインダーの反時計回りの回転、補正ホイールドライブワークピースの回転、重力圧力の方法でのパイプへの圧力、マッチング研削エマルジョン(主に金属酸化物、無機酸、有機潤滑剤、弱アルカリ洗浄剤溶融物)、ステンレス鋼装飾チューブ研削と研磨の目的を達成するための相対的な操作摩擦のための研削ディスク。 研磨のグレードは、通常の研磨、6K、8K、10Kに分けられますが、プロセスコストが低いため、8K研削が広く使用されています。

ステンレス鋼の正方形と長方形のチューブの重量チャート

ステンレス鋼は、最も一般的な化学腐食剤や工業環境に対して優れた耐食性を提供します。 ステンレス製の正方形または長方形のチューブには、長寿命、優れた耐食性、軽量という利点があり、階段の手すり、手すり、仕切り、自転車、医療機器、自動車などの産業用配管、自動車、計装、医療および建設業界で使用できます。等々。 これがの重量チャートです 304 正方形および長方形のチューブ:

304ステンレス鋼の正方形および長方形のチューブ重量 

長さ:6000mm、単位:KG

サイズ 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.2 1.5 2 2.5 3 4 5
10×10 0.74 0.91 1.09 1.26 1.43 1.59
12×12 0.89 1.1 1.32 1.53 1.73 1.93 2.13 2.53
15×15 1.12 1.39 1.66 1.92 2.19 2.45 2.71 3.21 3.95
18×18 1.35 1.68 2 2.32 2.64 2.96 3.28 3.9 4.8
19×19 1.42 1.77 2.12 2.46 2.8 3.13 3.47 4.12 5.09 6.63
20×20 1.5 1.87 2.23 2.59 2.95 3.3 3.66 4.35 5.37 7.01
22×22 2.06 2.46 2.86 3.25 3.65 4.04 4.81 5.94 7.78
23×11 1.58 1.89 2.19 2.49 2.79 3.09 3.67 4.52 5.87
23×23 2.15 2.57 2.99 3.14 3.82 4.23 5.04 6.23 8.16
24×12 1.77 2.12 2.46 2.8 3.13 3.47 4.12 5.09 6.63
24×24 2.25 2.69 3.12 3.56 3.99 4.42 5.27 6.51 8.54
25×25 2.34 2.8 3.26 3.71 4.16 4.61 5.49 6.8 8.92
28×28 2.63 3.14 3.66 4.17 4.67 5.18 6.18 7.66 10.06
30×30 2.82 3.37 3.92 4.47 5.02 5.56 6.64 8.23 10.82
36×23 2.77 2.31 3.86 4.4 4.93 5.46 6.52 8.08 10.63
36×36 3.39 4.06 4.72 5.38 6.04 6.7 8.01 9.94 13.1
38×38 4.99 5.69 6.39 7.08 8.46 10.51 13.86
40×40 5.26 5.99 6.73 7.46 8.92 11.08 14.63
48×23 4 4.66 5.31 5.96 6.61 7.89 9.8 12.91
48×48 6.32 7.21 8.1 8.98 10.75 13.37 17.67
50×50 6.59 7.52 8.44 9.37 11.2 13.94 18.43 22.85
20×10 1.12 1.39 1.66 1.92 2.19 2.45 2.71 3.21
25×13 1.42 1.77 2.12 2.46 2.8 3.13 3.47 4.12 5.09 6.63
30×15 2.1 2.52 2.92 3.33 3.73 4.13 4.92 6.09 7.97
38×25 3.54 4.12 4.7 5.27 5.84 6.98 8.66 11.39
40×10 2.8 3.26 3.71 4.16 4.61 5.49 6.8 8.92
40×20 3.37 3.92 4.47 5.02 5.56 6.64 8.23 10.82
50×25 4.23 4.92 5.61 6.3 6.99 8.35 10.37 13.67
60×30 5.92 6.76 7.59 8.41 10.06 12.51 16.53 20.47
75×45 7.92 9.04 10.16 11.27 13.49 16.79 22.24
55×13 3.83 4.46 5.08 5.7 6.32 7.55 9.37 12.34
60×40 6.59 7.52 8.44 9.37 11.2 13.94 18.43 22.85
60×60 7.92 9.04 10.16 11.27 13.49 16.79 22.24 27.61 32.91
70×30 6.59 7.52 8.44 9.37 11.2 13.94 18.43 22.85
73×43 7.65 8.73 9.81 10.89 13.03 16.22 21.48 26.66
80×40 10.16 11.27 13.49 16.79 22.24 27.61 32.91
80×60 11.87 13.17 15.77 19.64 26.04 32.37 38.62 50.89
80×80 13.58 15.07 18.05 22.5 29.85 37.13 44.33 58.5
95×45 11.87 13.17 15.77 19.64 26.04 32.37 38.62 50.89
100×40 13.17 15.77 19.64 26.04 32.37 38.62 50.89
100×50 14.12 16.91 21.07 27.95 34.75 41.47 54.7
120×60 20.34 25.35 33.66 41.88 50.04 66.12 81.9
150×100 35.34 46.98 58.53 70.02 92.76 115.2
100×100 22.62 28.21 37.46 46.64 55.74 73.73 91.41
150×150 42.48 56.52 70.43 84.29 111.79 138.99

Alloy20はニッケルベースの合金ですか、それともステンレス鋼ですか?

Alloy20(N08020)は、オーステナイト系ニッケル-鉄-クロムベースの超合金で、塩化物、硫酸、リン酸、硝酸を含む化学物質の全体、粒界、孔食、隙間腐食に対する優れた耐性を備えています。 その耐食性は316Lとハステロイの間で良好であり、ニッケルアンモニウム錯体を形成しやすいため、一部のアミン溶液では316Lステンレス鋼ほど良好ではありません。

また、500℃までの冷間成形性と溶接性に優れています。 低炭素含有量とニオブの添加は、熱影響部での炭化物の析出を減らすのに役立つため、ほとんどの場合、溶接状態で使用できます。

長い間、多くの人々が議論してきました:合金20はステンレス鋼ですか、それともニッケル合金ですか? 32〜38%のニッケル含有量は36%に近いため、ステンレス鋼とニッケル基合金の境界は材料の分類を曖昧にします。 一般に、alloy20がニッケル合金であることは事実です。 ASTM A240の新版には、合金20が含まれています。これは、合金20が側面からステンレス鋼として分類されていることをサポートしています。 Alloy20プレートは、ASTM B463、ASMESB463に準拠しています。 N08904(904L)、N08926(1.4529)などと同じ材料が、ASTMBニッケル合金標準シリーズに早期に分類されました。

 

Alloy20は、溶接特性の点でニッケル合金と共通の特性を持っています。つまり、一般に、溶接時にコールドクラックが発生せず、ホットクラックが発生しやすくなります。 ニッケルと硫黄のために、リンは低融点の共晶を形成する可能性があり、凝固はしばしば厚い樹枝状オーステナイト結晶を形成し、低融点不純物は粒界、粒サイズ、および凝固収縮応力と溶接応力の影響に焦点を合わせる可能性が高くなります。低融点材料の完全凝固粒界は、ホットクラックの形成をクラックしやすいので、溶接材料の硫黄とリンの含有量を厳密に制御する必要があります。

合金20は、応力腐食割れに対する優れた耐性、局所腐食に対する優れた耐性、多くの化学プロセス媒体、塩素ガス、および塩化物、乾燥塩素ガス、ギ酸と酢酸、無水物、海水、塩水を含むすべての種類の媒体で十分な耐食性を備えています。同時に、20合金の酸化を低減する複合媒体の腐食は、硫酸環境でよく使用され、ハイドロメタラジーや硫酸産業機器などのハロゲンイオンと金属イオン硫酸溶液の用途が含まれます。

硫酸に適用するために1951年に最初に開発された合金20は、硫酸産業環境に適した合金です。 20%〜40%の沸騰硫酸において、応力腐食割れに対する優れた耐性を示し、化学産業、食品産業、製薬産業、プラスチックなどの多くの産業にとって優れた材料です。 熱交換器、混合タンク、金属洗浄および酸洗い装置、パイプラインで使用できます。 合金20は、合成ゴム製造装置、医薬品、プラスチック、有機および重化学処理、貯蔵タンク、パイプ、熱交換器、ポンプ、バルブおよびその他のプロセス装置、ピクルス装置、化学プロセスパイプ、バブルキャップ、食品、および染料製造がよく使用されます。