Il paradosso della corrosione CCUS: definire i limiti dell'acciaio
Mentre il settore energetico globale ruota verso la cattura, l’utilizzo e lo stoccaggio del carbonio (CCUS), il dibattito metallurgico spesso si concentra erroneamente sulle condotte di trasporto a lunga distanza. Mentre l’acciaio al carbonio standard o l’API 5L X65 sono sufficienti per il trasporto di CO pura e secca 2 , la realtà nei siti di cattura e iniezione è molto più aggressiva. Nei nostri impianti di produzione, riconosciamo che i punti critici di guasto nelle infrastrutture CCUS non sono le tubazioni, ma gli scambiatori di calore, i compressori e i componenti dei pozzi di iniezione che gestiscono i flussi impuri.
Quando 2 i flussi di cattura della CO contengono impurità come SOx, NOx o acqua libera, l’ambiente termodinamico cambia drasticamente. La formazione di acido carbonico, combinato con acido solforico o nitrico dalle impurità dei gas di scarico, crea un ambiente a pH che degrada rapidamente gli acciai inossidabili standard 13Cr e persino Super Duplex. In questi specifici ambienti di corrosione 'ingestibili', il titanio non è semplicemente un'opzione: è un requisito per l'integrità operativa.
Gestione della CO umida impura 2: il caso del grado 12 e del grado 2
La natura aggressiva della CO umida 2 contenente cloruri e specie di zolfo richiede un materiale con uno strato di ossido passivo stabile. La pellicola di TiO2 che si forma naturalmente nel titanio 2 fornisce immunità alla corrosione generale e alla vaiolatura laddove le leghe ferrose falliscono.
Selezione dei materiali: per le unità di trattamento a temperature più basse e gli scambiatori di calore, ASTM B338 Grado 2 (Commercialmente Puro) rimane lo standard in termini di volume. Tuttavia, per gli ambienti di iniezione che comportano temperature più elevate e interazioni acide, stiamo spostando l'attenzione della produzione al Grado 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni).
Conformità NACE: a seguito delle recenti revisioni della norma NACE MR0175/ISO 15156 , il Grado 12 ha visto restrizioni più flessibili, consentendone l'applicazione in ambienti di servizio acidi senza precedenti limiti di durezza. La nostra cartiera ora è qualificata UNS R55400 per applicazioni ad alta pressione, garantendo conformità fino a 41 HRC.
CO supercritica 2 (sCO ).2Cicli energetici con
Oltre alla cattura, l’efficienza dei 2 cicli di alimentazione sCO si basa sulla gestione dei fluidi negli stati supercritici in cui la densità assomiglia al liquido ma la viscosità assomiglia al gas. Ciò crea sfide uniche di erosione-corrosione. Produciamo tubi senza saldatura ASTM B861 appositamente per questi circuiti ad alta velocità. A differenza del 13Cr, che richiede limiti di velocità rigorosi per mantenere la passivazione, il titanio resiste all'elevata turbolenza dei 2 cicli sCO senza degradazione del film.
Analisi comparativa: idoneità dei materiali nell'ambiente dei flussi CCUS
Acciaio
al carbonio (X65)
Super 13Cr /
Titanio Duplex (Gr. 2 / Gr. 12)
di CO2 secca2 Trasporto
Consigliato (economico)
Eccessivamente specificato
Commercialmente non redditizio
CO umida 2 (pura)
Tasso di corrosione grave
Adatto
Eccellente
CO umida 2 + SOx/NOx
Fallimento rapido
Elevato rischio di vaiolatura/SCC
Raccomandato
sCO 2 Alta velocità
Rischio di erosione
Si applicano i limiti di velocità
Elevata resistenza all'erosione
Capacità di produzione: integrazione verticale
La sicurezza della catena di fornitura è attualmente il principale fattore di rischio per gli EPC globali. A differenza degli stabilimenti occidentali che dipendono dalle spugne importate, la nostra produzione è integrata verticalmente all’interno dell’ecosistema cinese del titanio, che ora rappresenta circa il 70% della produzione globale di spugne. Ciò ci consente di garantire la purezza delle materie prime e i tempi di consegna.
Attualmente stiamo producendo tubi in titanio senza saldatura fino a 330 mm di diametro esterno e tubi saldati EFW fino a 5.000 mm di diametro esterno . Per i progetti CCUS critici, consigliamo di collaborare tempestivamente con il nostro dipartimento di metallurgia tecnica per definire specifiche che bilancino l’elevato CAPEX iniziale del titanio con i catastrofici costi OPEX derivanti dal guasto del materiale nei 2 flussi di CO impura.
