Bahan tungsten-molibdenum tahan terhadap suhu tinggi dan korosi, sehingga cocok untuk kondisi ekstrem di industri petrokimia. Tiga kasus menunjukkan bahwa bahan ini mampu memperpanjang masa pakai peralatan hingga 3–8 kali lipat, dengan investasi renovasi hanya seperlima dari biaya peralatan baru, sehingga secara efektif menjamin operasi instalasi yang aman dalam jangka panjang.
Industri petrokimia mencakup semua proses mulai dari ekstraksi minyak, pengilangan minyak mentah, perengkahan etilena, pemurnian hidrogenasi, hingga penangkapan karbon CCUS. Industri ini telah lama menghadapi kondisi ekstrem seperti suhu tinggi (di atas 1000°C), tekanan tinggi (di atas 15 MPa), korosi kuat (H₂S, CO₂, ion klorida, dll.), dan keausan tinggi. Baja tahan karat biasa dan paduan berbasis nikel rentan terhadap deformasi creep pada suhu tinggi, retak oksidasi, perforasi akibat pit korosi, serta kegagalan embrittlement hidrogen dalam kondisi tersebut, yang menyebabkan seringnya penghentian operasi peralatan dan bahkan kecelakaan keselamatan.
Wolfram dan molibdenum, sebagai logam tahan api dengan titik lebur tinggi, memiliki titik lebur masing-masing sebesar 3422°C dan 2622°C, serta memiliki karakteristik seperti ketahanan terhadap suhu tinggi, ketahanan terhadap korosi, koefisien ekspansi termal rendah, dan ketahanan terhadap keausan. Di bidang petrokimia, telah terbentuk empat arah penerapan utama: komponen struktural tahan api berkinerja tinggi, komponen paduan keras tahan aus, lapisan pelindung anti-korosi/aditif paduan, serta bahan baku kimia katalitik. Berikut ini disajikan hasil penerapan nyata material wolfram-molibdenum melalui tiga studi kasus.
Kasus 1: Tantangan kondisi pemanasan untuk sumur CCUS di ladang minyak serpih Shengli: Sumur minyak serpih Liye 1HF di Ladang Minyak Shengli menggunakan injeksi CO₂ untuk ekstraksi, dan pengaturan tekanan tinggi terhadap CO₂ cair menyebabkan pipa mendingin dan membeku secara cepat. Fluida produksi mengandung CO₂, air formasi, dan hidrogen sulfida, membentuk lingkungan korosi komposit. Tabung pemanas baja tahan karat konvensional mengalami korosi dan perforasi dalam waktu 3 bulan, sehingga menyebabkan penghentian operasi. Solusi: Tabung pemanas komposit paduan tungsten khusus (basis pemanas paduan tungsten + lapisan isolasi nitrida aluminium).
Efisiensi konversi pemanasan listrik mencapai 99%, kecepatan pemanasan meningkat 4 kali lipat
Beroperasi terus-menerus selama 24 bulan tanpa kerusakan akibat korosi maupun erosi
Mengatasi sepenuhnya pembekuan dan penyumbatan pipa, sehingga mengurangi frekuensi penghentian operasi untuk perawatan pada satu sumur sebanyak 12 kali
Koefisien ekspansi termal rendah, tidak terjadi retak las akibat perubahan suhu
Kesimpulan: Tabung pemanas berbahan paduan tungsten cocok untuk CCUS dan ekstraksi tak konvensional dengan perbedaan suhu yang ekstrem.
Studi Kasus 2: Tantangan kondisi komponen penopang pada tungku perengkahan etilena di Lanzhou Petrochemical: Komponen penopang tungku beroperasi pada suhu 1100°C dalam waktu lama, sehingga material paduan kromium-nikel mengalami deformasi kriep setelah sekitar 1 tahun, memerlukan penghentian operasi secara berkala untuk penggantian—yang secara serius memengaruhi efisiensi produksi. Solusi: Semua komponen penopang diganti dengan komponen penopang berbahan paduan molibdenum TZM (paduan titanium-zirkonium-molibdenum).
Tidak mengalami deformasi pada suhu 1100°C dalam waktu lama
Masa pakai diperpanjang dari 1 tahun menjadi 6 tahun (peningkatan sebesar 6 kali lipat)
Secara signifikan mengurangi frekuensi penghentian operasi untuk penggantian komponen, sehingga memberikan manfaat ekonomi keseluruhan yang nyata
Kesimpulan: Paduan molibdenum TZM merupakan bahan standar yang dipilih utama untuk komponen struktural tungku bertemperatur tinggi di industri petrokimia.
Kasus 3: Tantangan renovasi lapisan dalam reaktor hidrogenasi PT Shandong Hengyuan Petrochemical: Reaktor hidrogenasi (diameter dalam 3 meter, suhu 430°C, tekanan 15 MPa, medium mengandung H₂S, amonia, dan ion klorida) memiliki lapisan dalam baja tahan karat 316L yang mengalami pengikisan lokal (pitting) dan pembentukan gelembung hidrogen (hydrogen blistering) setelah beroperasi selama 3 tahun, sehingga menimbulkan risiko ledakan. Solusi: Pengelasan dinding dalam dengan paduan nikel berbasis molibdenum-tungsten setebal 10 mm (C276, mengandung 13% molibdenum dan 3% tungsten).
Operasi aman terus-menerus selama 25 tahun, tanpa terjadi retak korosi akibat tegangan (stress corrosion cracking) maupun kerapuhan akibat hidrogen (hydrogen embrittlement), laju pengikisan korosi tahunan hanya 0,1 mm
Memenuhi standar keselamatan bejana bertekanan untuk industri penyulingan dan petrokimia API
Investasi untuk renovasi melalui pengelasan hanya seperlima dari biaya penggantian peralatan baru
Kesimpulan: Teknologi pengelasan paduan nikel berbasis molibdenum-tungsten menggabungkan aspek keamanan dan ekonomi, sehingga merupakan solusi matang untuk renovasi anti-korosi reaktor hidrogenasi.
Nilai inti bahan tungsten-molibdenum di bidang petrokimia tercermin dalam tiga aspek:
1. Keamanan dan keandalan—menjaga integritas struktural dalam kondisi ekstrem serta menghilangkan bahaya keamanan;
2. Efisiensi ekonomi—memperpanjang masa pakai peralatan hingga 3–8 kali lipat, dengan biaya renovasi jauh lebih rendah dibandingkan penggantian peralatan; 3. Adaptasi industri—mencakup seluruh rantai pasok industri, mulai dari ekstraksi minyak hingga penyulingan dan pemrosesan kimia, sehingga mendukung peningkatan industri petrokimia menuju siklus operasi yang lebih panjang dan tingkat keamanan yang lebih tinggi.
Seiring semakin besarnya dan kompleksnya fasilitas petrokimia, bahan tungsten dan molibdenum akan memainkan peran yang semakin penting dalam peralatan kritis yang beroperasi dalam kondisi ekstrem.
EN
