โลหะวิทยาสำหรับโหนดวิกฤต: โซลูชันไทเทเนียมสำหรับวงจร CO2 และ SCO2 แบบเปียกที่ไม่บริสุทธิ์

CCUS Corrosion Paradox: การกำหนดขีดจำกัดของเหล็ก

ในขณะที่ภาคพลังงานทั่วโลกหันไปสู่การดักจับคาร์บอน การใช้ประโยชน์ และการจัดเก็บ (CCUS) การสนทนาเกี่ยวกับโลหะวิทยามักมุ่งเน้นไปที่ท่อขนส่งทางไกลอย่างผิดพลาด แม้ว่าเหล็กกล้าคาร์บอนมาตรฐานหรือ API 5L X65 จะเพียงพอสำหรับการขนส่ง CO บริสุทธิ์ที่แห้ง ₂ แต่ความเป็นจริงที่บริเวณดักจับและฉีดนั้นรุนแรงกว่ามาก ที่โรงงานผลิตของเรา เราตระหนักดีว่าจุดความล้มเหลวที่สำคัญในโครงสร้างพื้นฐานของ CCUS ไม่ใช่ท่อส่งน้ำ แต่  เป็นส่วนประกอบของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน คอมเพรสเซอร์ และหลุมฉีด  ที่จัดการกระแสน้ำที่ไม่บริสุทธิ์

เมื่อกระแสการจับ CO ₂ มีสิ่งเจือปน เช่น SOx, NOx หรือน้ำอิสระ สภาพแวดล้อมทางอุณหพลศาสตร์จะเปลี่ยนไปอย่างมาก การก่อตัวของกรดคาร์บอนิกรวมกับกรดซัลฟิวริกหรือกรดไนตริกจากก๊าซไอเสียที่เจือปน ทำให้เกิดสภาพแวดล้อม pH ที่ทำให้เหล็กสเตนเลสมาตรฐาน 13Cr และ Super Duplex ลดลงอย่างรวดเร็ว ในสภาพแวดล้อมการกัดกร่อน 'ที่ไม่สามารถจัดการได้' เฉพาะเจาะจงเหล่านี้ ไทเทเนียมไม่ได้เป็นเพียงตัวเลือกเท่านั้น แต่ยังเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความสมบูรณ์ในการปฏิบัติงานอีกด้วย

การจัดการ Impure Wet CO ₂: กรณีของเกรด 12 และเกรด 2

ลักษณะที่รุนแรงของ CO แบบเปียก ₂ ที่มีคลอไรด์และกำมะถันต้องการวัสดุที่มีชั้นพาสซีฟออกไซด์ที่เสถียร ฟิล์ม TiO ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติของไทเทเนียม ₂ ให้ภูมิคุ้มกันต่อการกัดกร่อนทั่วไปและการเกิดรูพรุนในบริเวณที่โลหะผสมเหล็กล้มเหลว

• การเลือกใช้วัสดุ:  สำหรับหน่วยประมวลผลที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน  ASTM B338 เกรด 2 (บริสุทธิ์เชิงพาณิชย์) ยังคงเป็นมาตรฐานด้านปริมาตร อย่างไรก็ตาม สำหรับสภาพแวดล้อมการฉีดที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิที่สูงขึ้นและปฏิกิริยาของเปรี้ยว เรากำลังเปลี่ยนโฟกัสการผลิตไปที่  เกรด 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni).

• การปฏิบัติตามข้อกำหนดของ NACE:  หลังจากการแก้ไข  NACE MR0175 / ISO 15156 ล่าสุด พบว่าเกรด 12 มีข้อจำกัดที่ผ่อนคลาย ทำให้สามารถนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมบริการที่มีรสเปรี้ยวโดยไม่ต้องใช้ฝาปิดความแข็งแบบเดิม ขณะนี้ โรงงานของเราผ่านการรับรอง UNS R55400 สำหรับการใช้งานแรงดันสูง ซึ่งรับประกันการปฏิบัติตามข้อกำหนดสูงสุด 41 HRC

CO วิกฤตยิ่งยวด ₂ (sCO )₂วงจรกำลังของ

นอกเหนือจากการจับ ประสิทธิภาพของ ₂ วงจรกำลังของ sCO ยังขึ้นอยู่กับการจัดการของเหลวในสภาวะวิกฤตยิ่งยวดซึ่งมีความหนาแน่นคล้ายกับของเหลว แต่มีความหนืดคล้ายกับก๊าซ สิ่งนี้ทำให้เกิดความท้าทายในการกัดเซาะและการกัดกร่อนที่ไม่เหมือนใคร เราผลิต  ท่อไร้รอยต่อ ASTM B861  สำหรับลูปความเร็วสูงเหล่านี้โดยเฉพาะ ต่างจาก 13Cr ซึ่งต้องมีขีดจำกัดความเร็วที่เข้มงวดเพื่อรักษาฟิล์มไว้ ไทเทเนียมทนทานต่อความปั่นป่วนสูงของ ₂ วงจร sCO2 โดยไม่เกิดการเสื่อมสลายของฟิล์ม

การวิเคราะห์เปรียบเทียบ: ความเหมาะสมของวัสดุใน CCUS Streams

สภาพแวดล้อม	เหล็กกล้าคาร์บอน (X65)	Super 13Cr / ดูเพล็กซ์	ไทเทเนียม (Gr. 2 / Gr. 12)
CO แบบแห้ง2 การขนส่ง	แนะนำ (คุ้มค่า)	เกินกำหนด	ไม่สามารถนำไปใช้ได้ในเชิงพาณิชย์
เปียก CO 2 (บริสุทธิ์)	อัตราการกัดกร่อนอย่างรุนแรง	เหมาะสม	ยอดเยี่ยม
CO แบบเปียก 2 + SOx/NOx	ความล้มเหลวอย่างรวดเร็ว	ความเสี่ยงจากการเกิดหลุมบ่อ/SCC สูง	ที่แนะนำ
sCO 2 ความเร็วสูง	ความเสี่ยงจากการกัดเซาะ	ใช้ขีดจำกัดความเร็ว	ความต้านทานการกัดกร่อนสูง

ความสามารถในการผลิต: บูรณาการในแนวตั้ง

ปัจจุบันความปลอดภัยของห่วงโซ่อุปทานเป็นปัจจัยเสี่ยงหลักสำหรับ EPC ทั่วโลก แตกต่างจากโรงงานตะวันตกที่พึ่งพาฟองน้ำนำเข้า การผลิตของเราถูกบูรณาการในแนวตั้งภายในระบบนิเวศไทเทเนียมของจีน ซึ่งปัจจุบันคิดเป็นประมาณ 70% ของการผลิตฟองน้ำทั่วโลก สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถรับประกันความบริสุทธิ์ของวัตถุดิบและระยะเวลาในการจัดส่งได้

ขณะนี้เรากำลังผลิตท่อไทเทเนียมไร้รอยต่อที่มีขนาดสูงสุด  330 มม. OD  และท่อเชื่อม EFW ที่มีขนาดสูงสุด 5,000 มม  OD . สำหรับโครงการ CCUS ที่สำคัญ เราขอแนะนำให้มีส่วนร่วมกับแผนกโลหะวิทยาทางเทคนิคของเราตั้งแต่เนิ่นๆ เพื่อกำหนดข้อกำหนดเฉพาะที่สร้างสมดุลระหว่าง CAPEX เริ่มต้นที่สูงของไทเทเนียมกับต้นทุน OPEX ที่เป็นหายนะจากความล้มเหลวของวัสดุใน ₂ กระแส CO ที่ไม่บริสุทธิ์