متالورژی برای گره بحرانی: محلول های تیتانیوم برای چرخه های CO2 مرطوب ناخالص و SCO2

پارادوکس خوردگی CCUS: تعریف محدودیت های فولاد

از آنجایی که بخش انرژی جهانی به سمت جذب، استفاده و ذخیره کربن (CCUS) می چرخد، مکالمه متالورژی اغلب به اشتباه بر روی خطوط لوله حمل و نقل از راه دور متمرکز می شود. در حالی که فولاد کربن استاندارد یا API 5L X65 برای ₂ حمل و نقل خشک و خالص CO کافی است، واقعیت در محل های ضبط و تزریق بسیار تهاجمی تر است. در تأسیسات تولیدی ما، ما تشخیص می‌دهیم که نقاط شکست بحرانی در زیرساخت CCUS خطوط لوله نیستند، بلکه  مبدل‌های حرارتی، کمپرسورها و اجزای چاه تزریقی هستند  که جریان‌های ناخالص را مدیریت می‌کنند.

هنگامی که جریان های جذب CO ₂ حاوی ناخالصی هایی مانند SOx، NOx یا آب آزاد باشند، محیط ترمودینامیکی به شدت تغییر می کند. تشکیل اسید کربنیک، همراه با اسیدهای سولفوریک یا نیتریک از ناخالصی های گازهای دودکش، محیطی با pH ایجاد می کند که به سرعت فولادهای زنگ نزن استاندارد 13Cr و حتی Super Duplex را تجزیه می کند. در این محیط‌های خوردگی «غیرقابل مدیریت»، تیتانیوم صرفاً یک گزینه نیست، بلکه لازمه یکپارچگی عملیاتی است.

مدیریت CO ناخالص مرطوب ₂: مورد برای درجه 12 و درجه 2

ماهیت تهاجمی CO مرطوب ₂ حاوی کلریدها و گونه های گوگرد نیاز به ماده ای با یک لایه اکسید غیرفعال پایدار دارد. لایه TiOO که به طور طبیعی تشکیل می شود، ₂ در برابر خوردگی عمومی و ایجاد حفره در جایی که آلیاژهای آهنی از کار می افتند، مصونیت ایجاد می کند.

• انتخاب مواد:  برای واحدهای پردازش دمای پایین تر و مبدل های حرارتی،  ASTM B338 Grade 2 (Commercially Pure) استاندارد حجم باقی می ماند. با این حال، برای محیط‌های تزریقی که شامل دماهای بالاتر و فعل و انفعالات ترش است، تمرکز تولید را به تغییر می‌دهیم. درجه 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) .

• انطباق با NACE:  به دنبال تجدید نظرهای اخیر در  NACE MR0175 / ISO 15156 ، درجه 12 با محدودیت‌های ملایم‌تری مواجه شده است و به کاربرد آن در محیط‌های خدماتی ترش و بدون درپوش سختی قبلی اجازه می‌دهد. آسیاب ما اکنون واجد شرایط UNS R55400 برای کاربردهای پرفشار است و از انطباق تا 41 HRC اطمینان حاصل می کند.

CO فوق بحرانی ₂ (sCO ).₂چرخه های قدرت

فراتر از جذب، راندمان ₂ چرخه های قدرت sCO متکی به جابجایی سیالات در حالت های فوق بحرانی است که در آن چگالی شبیه مایع است اما ویسکوزیته شبیه گاز است. این چالش‌های فرسایشی-خوردگی منحصر به فردی را ایجاد می‌کند. ما  لوله های بدون درز ASTM B861 را  به طور خاص برای این حلقه های با سرعت بالا تولید می کنیم. بر خلاف 13Cr، که برای حفظ غیرفعال شدن به محدودیت‌های سرعتی دقیق نیاز دارد، تیتانیوم در برابر تلاطم بالای ₂ چرخه‌های sCO بدون تخریب لایه مقاومت می‌کند.

تجزیه و تحلیل مقایسه ای: مناسب بودن مواد در CCUS Streams

محیط	فولاد کربنی (X65)	Super 13Cr / Duplex	Titanium (Gr. 2 / Gr. 12)
CO خشک2 انتقال	توصیه شده (مقرون به صرفه)	بیش از حد مشخص شده است	تجاری غیر قابل دوام
CO مرطوب 2 (خالص)	نرخ خوردگی شدید	مناسب است	عالی
CO مرطوب 2 + SOx/NOx	شکست سریع	خطر حفره / SCC بالا	توصیه می شود
sCO2 سرعت بالا	خطر فرسایش	محدودیت های سرعت اعمال می شود	مقاومت در برابر فرسایش بالا

قابلیت تولید: یکپارچه سازی عمودی

امنیت زنجیره تامین در حال حاضر عامل اصلی خطر برای EPC های جهانی است. برخلاف کارخانه‌های غربی متکی به اسفنج‌های وارداتی، تولید ما به صورت عمودی در اکوسیستم تیتانیوم چین ادغام می‌شود که در حال حاضر تقریباً 70 درصد از تولید جهانی اسفنج را تشکیل می‌دهد. این به ما امکان می دهد خلوص مواد خام و زمان بندی تحویل را تضمین کنیم.

ما در حال حاضر لوله تیتانیوم بدون درز تا  330 میلی متر OD  و لوله EFW جوش داده شده تا  5000 میلی متر OD تولید می کنیم . برای پروژه‌های حیاتی CCUS، ما تعامل زودهنگام با بخش متالورژی فنی خود را برای تعریف مشخصاتی که CAPEX اولیه بالای تیتانیوم را در برابر هزینه‌های فاجعه‌بار OPEX ناشی از شکست مواد در ₂ جریان‌های CO ناخالص متعادل می‌کند، توصیه می‌کنیم.