Metalurgia dla węzła krytycznego: rozwiązania tytanowe dla cykli zanieczyszczonego mokrego CO2 i SCO2

Paradoks korozji CCUS: określenie granic stali

W miarę jak światowy sektor energetyczny zwraca się w stronę wychwytywania, utylizacji i składowania dwutlenku węgla (CCUS), dyskusje na temat metalurgii często błędnie skupiają się na długodystansowych rurociągach transportowych. Podczas gdy do transportu suchego, czystego CO wystarcza standardowa stal węglowa lub API 5L X65 ₂ , rzeczywistość w miejscach wychwytywania i zatłaczania jest znacznie bardziej agresywna. W naszych zakładach produkcyjnych zdajemy sobie sprawę, że krytycznymi punktami awarii infrastruktury CCUS nie są rurociągi, ale  wymienniki ciepła, sprężarki i elementy szybu wtryskowego  obsługujące zanieczyszczone strumienie.

Kiedy ₂ strumienie wychwytywanego CO zawierają zanieczyszczenia, takie jak SOx, NOx lub wolna woda, środowisko termodynamiczne zmienia się drastycznie. Tworzenie się kwasu węglowego w połączeniu z kwasami siarkowymi lub azotowymi z zanieczyszczeń gazów spalinowych tworzy środowisko o pH, które szybko rozkłada standardowe stale nierdzewne 13Cr, a nawet Super Duplex. W tych specyficznych, „niemożliwych do zarządzania” środowiskach korozyjnych tytan jest nie tylko opcją – jest warunkiem integralności operacyjnej.

Postępowanie z zanieczyszczonym mokrym CO ₂: przypadek klasy 12 i klasy 2

Agresywny charakter mokrego CO ₂ zawierającego chlorki i formy siarki wymaga materiału ze stabilną pasywną warstwą tlenku. Naturalnie tworząca się warstwa TiO tytanu ₂ zapewnia odporność na ogólną korozję i wżery tam, gdzie zawodzą stopy żelaza.

• Wybór materiału:  W przypadku jednostek przetwarzających w niższej temperaturze i wymienników ciepła  ASTM B338 klasa 2 (czysty komercyjnie). standardem objętościowym pozostaje Jednakże w przypadku środowisk wtrysku charakteryzujących się wyższymi temperaturami i kwaśnymi interakcjami koncentrujemy się na produkcji na  klasę 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni)..

• Zgodność z NACE:  Po ostatnich zmianach w normie  NACE MR0175 / ISO 15156 , klasa 12 została złagodzona, co pozwala na jej stosowanie w środowiskach o kwaśnej jakości bez wcześniejszych ograniczeń twardości. Nasza walcownia kwalifikuje się teraz do zastosowań wysokociśnieniowych UNS R55400, zapewniając zgodność do 41 HRC.

nadkrytycznego CO ₂ (sCO ).₂Cykle zasilania

Poza wychwytywaniem, wydajność ₂ cykli zasilania sCO zależy od obsługi płynów w stanach nadkrytycznych, gdzie gęstość przypomina ciecz, ale lepkość przypomina gaz. Stwarza to wyjątkowe wyzwania związane z erozją i korozją. Produkujemy  rury bez szwu ASTM B861  specjalnie dla tych pętli o dużej prędkości. W przeciwieństwie do 13Cr, który wymaga ścisłych ograniczeń prędkości w celu utrzymania pasywacji, tytan wytrzymuje duże turbulencje ₂ cykli sCO bez degradacji powłoki.

Analiza porównawcza: Przydatność materiału w strumieniach CCUS

Środowisko	Stal węglowa (X65)	Super 13Cr /	Tytan Duplex (Gr. 2 / Gr. 12)
suchego CO2 Transport	Zalecane (opłacalne)	Przesadnie określone	Komercyjnie nieopłacalne
Mokry CO 2 (czysty)	Poważny stopień korozji	Odpowiedni	Doskonały
Mokry CO 2 + SOx/NOx	Szybka porażka	Wysokie ryzyko wżerów/SCC	Zalecony
sCO 2 Wysoka prędkość	Ryzyko erozji	Obowiązują ograniczenia prędkości	Wysoka odporność na erozję

Zdolność produkcyjna: Integracja pionowa

Bezpieczeństwo łańcucha dostaw jest obecnie głównym czynnikiem ryzyka dla globalnych firm EPC. W przeciwieństwie do zachodnich fabryk zależnych od importowanej gąbki, nasza produkcja jest pionowo zintegrowana z chińskim ekosystemem tytanu, który obecnie stanowi około 70% światowej produkcji gąbek. Dzięki temu możemy zagwarantować czystość surowca i terminowość dostaw.

Obecnie produkujemy bezszwowe rury tytanowe o  średnicy zewnętrznej do 330 mm  i rury spawane EFW o średnicy zewnętrznej do  5000 mm . W przypadku kluczowych projektów CCUS zalecamy wczesną współpracę z naszym działem metalurgii technicznej w celu określenia specyfikacji, które zrównoważą wysoki początkowy CAPEX tytanu z katastrofalnymi kosztami OPEX związanymi z awarią materiału w zanieczyszczonych ₂ strumieniach CO.