חומרים טונגסטן-מוליבדנום עמידים בחום ובשחיקה, ומתאימים לתנאים קיצוניים בתעשיית הפטרכימיה. שלושה מקרים מדגימים כי הם יכולים להאריך את חיי השירות של הציוד ב-3–8 פעמים, כאשר ההשקעה בשיפוץ היא רק חמישית מההשקעה בציוד חדש, מה שמבטיח באופן יעיל את הפעלה בטוחה לאורך זמן של המתקנים.
תעשיית הפטרכימיה כוללת את כל התהליכים מחלקה של חלקי נפט, ריפון נפט גולמי, שבר אתילן, ריפון הידרוגני ותפיסת פחמן (CCUS). היא נאלצת להתמודד כבר שנים רבות בתנאים קיצוניים כגון טמפרטורות גבוהות (מעל 1000° צלזיוס), לחצים גבוהים (מעל 15 מגה-פסקל), תהליך קורוזיה חזק (H₂S, CO₂, יוני כלוריד וכו') וחשיפה לבלאי גבוה. פלדות אל חלד סטנדרטיות ואLOYות ניקל נוטות לסבול מהתעקלות בטמפרטורות גבוהות, מהתפרקות всר חמצון, מחורים עקב קורוזיה מקומית ומחדל всר פריקת מימן בתנאים אלו, מה שמוביל לעצירות תכופות של הציוד ואף לתאונות ביטחון.
התונגסטן והמוליבדנום, כמתכות יתדות בעלות נקודת הפשרה הגבוהה, יש להם נקודות הפשרה של 3422°מ ו-2622°מ בהתאמה, עם תכונות כגון התנגדות לטמפרטורות גבוהות, התנגדות לקורוזיה, מקדם נפח נמוך של התפשטות חום ותפישת סחיפה. בתחום הפטרוכימיה, נוצרו ארבעה כיווני יישום עיקריים: רכיבי מבנה יתדות לטמפרטורות גבוהות, חלקים מחלבים קשיחים מתנגדי סחיפה, שכבת הגנה נגד קורוזיה/תוספות לאלוי, וחומרים כימיים מזרזים. להלן מציגים את תוצאות היישום הממשיות של חומרים מבוססי תונגסטן ומוליבדנום באמצעות שלושה מקרים.
מקרה 1: אתגר תנאי חימום לצינורית CCUS של שדה הנפט שינגלי לשמן שבר: בבור הנפט השברי Liye 1HF של שדה הנפט שינגלי נעשה שימוש בהזרקת CO₂ לשליפה, והצמצום בלחץ גבוה של CO₂ נוזלי גורם לקריסה מהירה וקיפאון של הצינור. הנוזל המיוצר מכיל CO₂, מים געשיים וחומצה גופרתית, ויוצר סביבת קורוזיה מורכבת. צינורות חימום מפלדת אל חלד קונבנציונליים מתחמצים ונפרצים תוך 3 חודשים, מה שגורם לעצירות. פתרון: צינורות חימום מודפסים מ합ת טונגסטן (בסיס חימום מ합ת טונגסטן + שכבת בידוד מניטריד אלומיניום).
יעילות המרה של חימום חשמלי 99%, מהירות חימום עלתה פי 4
תפעול רציף למשך 24 חודשים, ללא נזק מקורוזיה או מחיקה
פתרון מלא לקיפאון ותסבוכת בצינור, הפחתת עצירות תחזוקה לבור בודד פי 12
מקדם התפשטות תרמית נמוך, ללא סדקים בלחים במהלך שינויי טמפרטורה
מסקנה: צינורות חימום מאלומיניום טונגסטן מתאימים ליישומים של אגירת פחמן דו-חמצני ושיחרור (CCUS) ולחציבה לא קונבנציונלית עם הבדלים קיצוניים בטמפרטורה.
מקרה 2: אתגר בתנאי רכיבי התמיכה במחשוף הקרקע של מפעל האתילן של לנצ'ואו פטרוכימיקל: רכיבי התמיכה במחשוף פועלים בטמפרטורה של 1100° צלזיוס לאורך זמן, ובשל כך חומר סגסוגת הכרום-ניקל עובר נזילה לאחר כ שנה אחת, מה שדורש עצירות תכופות לצורך החלפה – דבר המשפיע קשות על יעילות הייצור. הפתרון: החלפת כל רכיבי התמיכה בסגסוגת מוליבדנום TZM (סגסוגת טיטניום-צירקוניום-מוליבדנום).
אין עיוות גם בטמפרטורה של 1100° צלזיוס לאורך זמן
האורך הממוצע של العمر הוגדל מ-1 שנה ל-6 שנים (הרחבה פי 6)
הפחתה משמעותית בתדירות העצירות להחלפה, עם יתרונות כלכליים כולליים משמעותיים
מסקנה: סגסוגת מוליבדנום TZM היא החומר המועדף הסטנדרטי לרכיבי מבנה של מחשופים פטרוכימיים לטמפרטורות גבוהות.
מקרה 3: אתגר שיפוץ השכבה הפנימית של ריאקטור ההידרוגנציה של חברת שנדונג הנגיואן פטרוכימיקל: לריאקטור ההידרוגנציה (קוטר פנימי של 3 מטרים, טמפרטורה של 430° צלזיוס, לחץ של 15 מגה-パスקל, עם תערובת המכילה H₂S, אמוניה ויוני כלוריד) הייתה שכבה פנימית מעשויית מסגסוגת נירוסטה מסוג 316L, אשר פיתחה קורוזיה מקומית בצורת חורים ובליסטות הידרוגניות לאחר 3 שנות פעילות, מה שהוותה סיכון להתפוצצות. הפתרון: ריתוך של שכבה פנימית בעובי של 10 מ"מ מסגסוגת ניקל מבוססת מוליבדנום וטונגסטן (C276, 13% מוליבדנום, 3% טונגסטן).
תפעול בטוח ללא הרывים במשך 25 שנה, ללא קריסת קורוזיה מתחית או כישלון вслед לשבירת הידרוגל, ושיעור דלדול קורוזיבי שנתי של רק 0.1 מ"מ
מתאים לתקנים הביטחוניים של API למכלי לחץ בתעשייה הרינינגית והפטרוכימית
השקעה בשיפוץ על ידי ריתוך היא רק חמישית משווי замена של הציוד החדש
מסקנה: טכנולוגיית הריתוך של הסגסוגת הניקלית המבוססת על מוליבדנום וטונגסטן מציעה שילוב של ביטחון ויעילות כלכלית, והיא פתרון מבוקר לשיפוץ ריאקטורים להידרוגנציה נגד קורוזיה.
הערך המרכזי של חומרים טונגסטן-מolibדנום בתחום הפטרוכימיה מתבטא בשלושה היבטים:
1. ביטחון ואמינות – שימור שלמות המבנית בתנאים קיצוניים והסרת סיכונים לביטחון;
2. יעילות כלכלית – הארכת תוחלת החיים של הציוד פי 3–8, כאשר עלויות השיפוץ נמוכות בהרבה מאשר עלויות החלפת הציוד; 3. התאמה לתעשייה – כולל את שרשרת הערך המלאה, מהפקת הנפט ועד לעיבודו ולעיבוד הכימי שלו, ותומך בשדרוג התעשייה הפטרוכימית למחזורים ארוכים יותר ולביטחון גבוה יותר.
כשמערכות הפטרוכימיות הופכות גדולות ומורכבות יותר, חומרי הטונגסטן והמוליבדנום ישחקו תפקיד חשוב יותר בציוד קריטי בתנאים קיצוניים.
EN
