Геотермални нерђајући челик: 2205 Дуплек вс 254 СМО вс УНС Н06625

Геотермалне слане воде комбинују три агресивна услова у једном току: нивое хлорида који могу да пређу 150.000 ппм, раствореног угљен-диоксида и водоник-сулфида и температуре метала које се крећу између амбијенталне и знатно преко 200 степени током производње, убризгавања и затварања-у циклусима. Избор између дуплекс нерђајућег челика 2205, супераустенитног разреда 254 СМО и легуре никла-хрома-молибдена УНС Н06625 је стога питање усклађивања отпорности на точење, ограничења киселости{10}}услуга и цене тачног положаја у фабрици.

Услови геотермалне услуге који покрећу избор легуре

Три варијабле одређују избор нерђајућег челика у геотермалном пољу. Прва је концентрација хлорида, која поставља потребну отпорност на питинг и обухвата еквивалентни број отпорности на питинг (ПРЕН, израчунат као Цр + 3.3 Мо + 16 Н). Други је парцијални притисак водоник-сулфида, који одлучује да ли компонента потпада под -правила о лошим услугама као што су ИСО 15156-3 и НАЦЕ МР0175. Трећа је температура, јер се и отпорност на корозионо пуцање под напоном и ризик од кртости у интерметалној фази нагло мењају изнад око 200 степени.

Цена иде истим редоследом као и садржај легуре. Никла-без никла или ниске{2}}врсте су најекономичније, дуплекс класе се налазе у средини, а легуре на бази никла-коштају неколико пута више по килограму, тако да су обично резервисане за мале компоненте високе-оштрине где ништа друго не преживљава.

2205 Дуплек нерђајући челик за производно кућиште

2205 (УНС С32205, покривен АСТМ А789 и А790 за бешавне и заварене цеви) садржи 22-23 % хрома, 4,5-6,5 % никла, 3,0-3,5 % молибдена и 0,14-0,20 % азота од око 3, дајући принос азота од око 3 %, пре-3 % од око 3,5 % никла. 450 МПа. Та чврстоћа је отприлике двоструко већа од жареног нивоа 304 или 316Л, што омогућава тање зидове кућишта за исти степен колапса.

У саламури богатој хлоридима{0}}дуплексна микроструктура је отпорнија на хлоридну рупу и пуцање корозије под напоном далеко боље од аустенитног 316Л, а додатак молибдена и азота одржава пасивни филм стабилним у течностима које садрже угљен-диоксид. Према ИСО 15156-3, 22Цр дуплекс се генерално користи при парцијалним притисцима водоник-сулфида до око 10 кПа (отприлике 1,5 пси) у комбинацији са умереним нивоима хлорида и близу-неутралног пХ; све озбиљније од коверте са табелама захтева{11}}специфичну лабораторијску квалификацију за пројекат. Дуплекс је такође ограничен на високој температури: продужена експозиција изнад отприлике 300 степени промовише сигма{14}}фазу и 475 степени (885 степени Ф) кртост, тако да није прави избор за унутрашње блицеве ​​на високој температури.

254 СМО супер аустенитни челик за флашне посуде и киселе унутрашњости

254 СМО (УНС С31254) је супер аустенитни нерђајући челик са око 20% хрома, 18% никла, 6,1% молибдена, 0,2% азота и додатком бакра, који даје ПРЕН од 42,5 или више. Ниво молибдена од 6% је оно што одлаже корозију у пукотинама испод наслага, заптивки и прскања завара, а додатак бакра побољшава отпорност на употребу сумпорне киселине.

Квалитет је типично специфициран за унутрашње делове посуда за флеш, облоге сепаратора и водове киселих течности где пХ може пасти у опсег 2-4 и где наслаге силицијум диоксида или каменца стварају пукотине које обичан 316Л не може да преживи. Задржава корисну чврстоћу и отпорност на хлорид на умереним температурама које се налазе у системима{4}}којим доминирају паре, иако се дуготрајни-служба изнад око 400 степени избегава због разматрања пузања и кртости. Пошто цене никла утичу на његову цену, 254 СМО се обично користи за кошуљице, унутрашње делове и цевоводе са малим отвором, а не за дугачке жице за кућиште.

УНС Н06625 легура никла за саламуре које садрже хиперсалин и кисеоник{1}}

Када укупна количина растворених чврстих материја у сланој води пређе отприлике 200.000 ппм и кисеоник уђе у систем кроз ушће бушотине или током ремонта, чак и супер аустенитни нерђајући челици могу да претрпе пуцање од корозије под напоном хлоридом. УНС Н06625, легура ниобијума-хром-молибдена-ниобијума са најмање 58% никла, 20-23% хрома, 8-10% молибдена и 3,15-4,15% нитал до хлорид имунитан-хлорида корозионо пуцање у овим условима јер је његова матрица на бази никла, а не на бази гвожђа. Такође задржава корисна механичка својства до око 650 степени.

Типичне примене су кућишта инструмената у бушотинама, унутрашњи делови малих вентила, експанзиони спојеви и заштитне цеви за заштиту од отвора. Класа се испоручује према АСТМ Б444 и Б446 и заварена је одговарајућим никл-базним пунилом; разблаживање угљеничног челика у шав мора бити контролисано, јер накупљање гвожђа деградира и отпорност на корозију и термичку стабилност.

Упоређивање 2205, 254 СМО и УНС Н06625

Имовина	2205 дуплек	254 СМО	УНС Н06625
УНС број	S32205	S31254	N06625
Цхромиум	22-23 %	19.5-20.5 %	20-23 %
Никл	4.5-6.5 %	17.5-18.5 %	58 % минимум
молибден	3.0-3.5 %	6.0-6.5 %	8-10 %
ПРЕН	Око 34-36	42,5 или више	Око 50
Минимална снага попуштања	450 МПа	300 МПа	414 МПа жарено
Отпорност на хлорид СЦЦ	Добро у киселим границама	Врло добро	Одлично
Практичан температурни плафон	Око 300 степени	Око 400 степени	Око 650 степени
Типична геотермална употреба	Производно и ињекционо кућиште	Унутрашњи делови судова, кисели водови	Инструменти у бушотини, мали унутрашњи делови

Контрола скале, праћење корозије и инспекција

Силицијум и карбонатни каменац стварају пукотине и вруће тачке, тако да је механичко уклањање каменца у планираном интервалу ефикасније од прања киселином за системе слане воде.

Електрополиране или светле{0}}жаљене површине смањују адхезију наслага и чине хемијско чишћење ефикаснијим, што смањује број агресивних циклуса чишћења.

Континуирано или повремено хлорисање контролише микробиолошки утицај корозије у круговима за хлађење и убризгавање, али слободни хлор се мора одржавати у границама легуре јер повећава ризик од питтинга на дуплексним класама.

Ултразвучна испитивања{0}}дебљине зидова кућишта треба да буду заказана у фиксном интервалу, са прегледом измењивача топлоте и цеви хладњака са вртложним струјама у краћем интервалу.

Купони за корозију и водоничне сонде постављене на репрезентативне дубине дају директну меру пуњења водоником и помажу у предвиђању ризика од пуцања изазваног водоником{0}}.

Хемијски мониторинг воде за хлорид, пХ, кисеоник и водоник-сулфид треба да се бележи континуирано, тако да се свако одступање изван квалификованог омотача детектује пре него што се штета акумулира.

Често постављана питања

П: Зашто се 2205 дуплекс користи за геотермално производно кућиште?
Његов садржај од 22% хрома и азота даје ПРЕН од око 34-36 и границу течења од 450 МПа, тако да је отпоран на ломљење хлорида у сланом раствору док омогућава тање, лакше кућиште од аустенитних класа.

П: Када је потребан 254 СМО уместо дуплекса?
Одабран је за употребу са киселином или са јаким пукотинама, као што су унутрашњи делови посуде, где 6% молибдена одлаже корозију у пукотинама испод наслага каменца и заптивки.

П: Где је УНС Н06625 бољи од нерђајућег челика?
У хиперсланом сланом раствору са уласком кисеоника, где је његова матрица на бази никла- отпорна на корозионо пуцање под напоном хлоридом које може да победи дуплекс и супер аустенит.

П: Колики је максимални ниво водоник-сулфида за 2205?
ИСО 15156-3 генерално дозвољава дуплекс 22Цр до око 10 кПа парцијалног притиска водоник-сулфида при умереним нивоима хлорида; већа тежина захтева квалификовано тестирање.

П: Колико често треба прегледати компоненте бунара?
Дебљина зида кућишта се обично мери сваких 12-18 месеци, цеви размењивача топлоте чешће, са купонима и водоничним сондама које обезбеђују континуирану индикацију корозије.

П: Могу ли се 2205 и 254 СМО заварити заједно?
Могу се спојити са одговарајућом базом никла- или супер аустенитним пунилом, али завар мора бити квалификован јер разблаживање може да смањи отпорност на удубљење испод нивоа основног метала.