タングステン・モリブデン材料は高温および腐食に耐えるため、石油化学産業における過酷な環境下での使用に適しています。3つの事例により、設備の寿命を3～8倍に延長できること、また改修投資額は新規設備投資額の5分の1で済むことが示されており、これにより装置の長期的な安全運転が効果的に確保されます。
石油化学産業は、原油の採掘、精製、エチレンクラッキング、水素化精製、CCUSによる二酸化炭素回収など、一連の工程を含みます。この産業では、長年にわたり、1000°Cを超える高温、15 MPaを超える高圧、硫化水素（H₂S）、二酸化炭素（CO₂）、塩化物イオンなどの強い腐食性環境、および高摩耗といった極限条件に直面してきました。一般のステンレス鋼やニッケル系合金は、このような条件下で高温クリープ変形、酸化割れ、点食穿孔、水素脆化破壊などを起こしやすく、設備の頻繁な停止や、甚だしい場合には安全事故を引き起こすことがあります。
タングステンおよびモリブデンは、高融点耐熱金属であり、それぞれ3422°Cおよび2622°Cの融点を有し、高温耐性、耐食性、低熱膨張係数、耐摩耗性などの特性を備えています。石油化学分野では、主に以下の4つの応用分野が確立されています：高温耐熱構造部品、硬質耐摩耗合金部品、耐食性コーティング／合金添加剤、および触媒用化学原料。以下に、タングステン・モリブデン材料の実際の応用事例を3つのケーススタディを通じて紹介します。
ケース1：勝利油田の頁岩油CCUS井筒における加熱条件の課題：勝利油田の李葉1HF頁岩油井では、CO₂注入による採油が行われており、高圧液状CO₂の絞り込みによりパイプラインが急速に冷却・凍結します。産出液にはCO₂、地層水、硫化水素が含まれ、複合腐食環境を形成します。従来のステンレス鋼製ヒーティングチューブは3か月以内に腐食・穿孔し、操業停止を招いています。解決策：カスタマイズされたタングステン合金複合ヒーティングチューブ（タングステン合金ヒーティング基材＋窒化アルミニウム絶縁層）
パイプラインの凍結および閉塞を完全に解消し、単一井の操業停止・保守頻度を12分の1に削減
熱膨張係数が低く、温度変動時の溶接部亀裂が発生しない
結論：タングステン合金ヒーティングチューブは、急激な温度差が生じるCCUSおよび非従来型抽出プロセスに適しています。
事例2：蘭州石油化学（ランチョウ・セキユウカガク）社のエチレンクラッキング炉における支持部品の状態課題：クラッキング炉の支持部品は1100°Cで長期間運転されており、クロム・ニッケル合金製部品は約1年後にクリープ変形を起こし、頻繁な停止による交換が必要となり、生産効率に深刻な影響を及ぼしていました。解決策：すべての支持部品をTZMモリブデン合金（チタン・ジルコニウム・モリブデン合金）に交換しました。
停止による交換頻度が大幅に削減され、総合的な経済効果が顕著です
結論：TZMモリブデン合金は、石油化学分野の高温炉構造部品において標準的に採用される最適材料です。
ケース3：山東恒源石油化工の水素化反応器内張り改修課題：水素化反応器（内径3メートル、運転温度430°C、運転圧力15MPa、媒体はH₂S、アンモニアおよび塩化物イオンを含む）の内張りには316Lステンレス鋼が使用されていたが、3年間の運転後に局所的なピッティング腐食および水素ブリスターが発生し、爆発による安全上の危険が生じていた。解決策：内壁に10mm厚のモリブデン・タングステン複合ニッケル系合金（C276：モリブデン13％、タングステン3％）を溶接施工。
25年にわたる連続安全運転を達成。応力腐食割れおよび水素脆化による破損は一切発生せず、年間腐食減肉量はわずか0.1mm。
溶接による改修投資額は、新規設備交換費用の5分の1に相当。
結論：モリブデン・タングステン含有ニッケル系合金の溶接技術は、安全性と経済性を両立させた成熟した水素化反応器耐腐食改修ソリューションである。
タングステン・モリブデン材料の石油化学分野におけるコアバリューは、以下の3つの側面に表れます。
1. 安全性および信頼性――極限条件下でも構造的完全性を維持し、安全上のリスクを排除する；
2. 経済性――設備の寿命を3～8倍に延長でき、改修費用は設備の交換費用に比べて大幅に低コストである；3. 産業への適合性――原油採掘から精製、化学処理に至るまでの全産業チェーンをカバーし、石油化学産業の長期運転化および安全性向上へのアップグレードを支える。
石油化学施設がますます大型化・複雑化するにつれ、極限条件下で稼働する主要機器において、タングステンおよびモリブデン材料の果たす役割は今後さらに重要になっていきます。
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