Bahan tungsten-molibdenum tahan suhu tinggi dan kakisan, sesuai untuk keadaan ekstrem dalam industri petrokimia. Tiga kes menunjukkan bahawa bahan ini boleh memanjangkan jangka hayat peralatan sebanyak 3–8 kali ganda, dengan pelaburan untuk pengubahsuaian hanya 1/5 daripada kos peralatan baharu, secara berkesan menjamin operasi selamat jangka panjang instalasi tersebut.
Industri petrokimia merangkumi semua proses bermula daripada pengekstrakan minyak, penapisan minyak mentah, penghancuran etilena, pemurnian hidrogenasi, dan penangkapan karbon CCUS. Industri ini telah lama menghadapi keadaan ekstrem seperti suhu tinggi (melebihi 1000°C), tekanan tinggi (melebihi 15 MPa), kakisan kuat (H₂S, CO₂, ion klorida, dll.), dan haus tinggi. Keluli tahan karat biasa dan aloi berbasis nikel cenderung mengalami ubah bentuk perlahan pada suhu tinggi, retakan pengoksidaan, lubang terowong akibat pit, dan kegagalan kerapuhan hidrogen dalam keadaan ini, yang menyebabkan penutupan peralatan secara kerap dan malah kemalangan keselamatan.
Tungsten dan molibdenum, sebagai logam tahan api bertitik lebur tinggi, mempunyai titik lebur masing-masing sebanyak 3422°C dan 2622°C, dengan ciri-ciri seperti ketahanan terhadap suhu tinggi, ketahanan terhadap kakisan, pekali pengembangan haba yang rendah, dan rintangan terhadap haus. Dalam bidang petrokimia, empat arah aplikasi utama telah terbentuk: komponen struktur tahan api suhu tinggi, bahagian aloi keras tahan haus, salutan anti-kakisan/penambah aloi, dan bahan kimia mentah berfungsi sebagai pemangkin. Berikut ini mempersembahkan hasil aplikasi sebenar bahan tungsten-molibdenum melalui tiga kajian kes.
Kes 1: Cabaran keadaan pemanasan untuk lubang bor CCUS di ladang minyak serpih Shengli: Lubang bor minyak serpih Liye 1HF di Ladang Minyak Shengli menggunakan suntikan CO₂ untuk ekstraksi, dan penghadangan tekanan tinggi terhadap CO₂ cecair menyebabkan paip sejuk secara mendadak dan membeku. Cecair yang dihasilkan mengandungi CO₂, air formasi, dan hidrogen sulfida, membentuk persekitaran kakisan komposit. Tiub pemanas keluli tahan karat konvensional mengalami kakisan dan lubang dalam tempoh 3 bulan, menyebabkan penutupan operasi. Penyelesaian: Tiub pemanas komposit aloi tungsten tersuai (tapak pemanas aloi tungsten + lapisan penebat aluminium nitrida).
Kecekapan penukaran pemanasan elektrik 99%, kelajuan pemanasan meningkat sebanyak 4 kali ganda
Operasi berterusan selama 24 bulan tanpa kerosakan akibat kakisan atau hakisan
Menyelesaikan sepenuhnya masalah pembekuan dan penyumbatan paip, mengurangkan pemeliharaan penutupan operasi untuk satu lubang bor sebanyak 12 kali ganda
Pekali pengembangan haba rendah, tiada retakan pada sambungan kimpalan semasa peralihan suhu
Kesimpulan: Tiub pemanas aloi tungsten sesuai untuk CCUS dan pengekstrakan tidak konvensional dengan perbezaan suhu yang ketara.
Kes 2: Cabaran keadaan komponen sokongan untuk relau pengkrek etilena di Lanzhou Petrochemical: Komponen sokongan relau pengkrek beroperasi pada 1100°C dalam tempoh yang panjang, dan bahan aloi kromium-nikel mengalami ubah bentuk merayap selepas kira-kira 1 tahun, memerlukan pemadaman kerap untuk penggantian, yang secara serius menjejaskan kecekapan pengeluaran. Penyelesaian: Semua komponen sokongan digantikan dengan komponen sokongan aloi molibdenum TZM (aloi titanium-zirkonium-molibdenum).
Tiada ubah bentuk di bawah 1100°C dalam tempoh yang panjang
Jangka hayat dipanjangkan daripada 1 tahun kepada 6 tahun (peningkatan sebanyak 6 kali ganda)
Mengurangkan secara ketara kekerapan pemadaman untuk penggantian, dengan manfaat ekonomi keseluruhan yang ketara
Kesimpulan: Aloi molibdenum TZM merupakan bahan pilihan piawai untuk komponen struktur relau suhu tinggi dalam industri petrokimia.
Kes 3: Cabaran pembaharuan lapisan dalaman reaktor hidrogenasi di Shandong Hengyuan Petrochemical: Reaktor hidrogenasi (diameter dalam 3 meter, 430°C, 15 MPa, medium mengandungi H₂S, ammonia, dan ion klorida) mempunyai lapisan dalaman keluli tahan karat 316L yang mengalami pengikisan setempat dan gelembung hidrogen selepas 3 tahun operasi, menimbulkan risiko keselamatan letupan. Penyelesaian: Dinding dalaman dikimpal dengan aloi nikel berasaskan molibdenum-tungsten setebal 10 mm (C276, 13% molibdenum, 3% tungsten).
Operasi selamat berterusan selama 25 tahun, tiada kegagalan retakan akibat kakisan tekanan atau kelemahan hidrogen, kadar penipisan korosi tahunan hanya 0.1 mm
Memenuhi piawaian keselamatan bekas tekanan untuk industri pemprosesan minyak dan petrokimia API
Pelaburan untuk pembaharuan melalui pengimbasan hanya 1/5 daripada kos menggantikan peralatan baharu
Kesimpulan: Teknologi pengimbasan aloi nikel berasaskan molibdenum-tungsten menggabungkan aspek keselamatan dan ekonomi, menjadikannya penyelesaian matang untuk pembaharuan anti-kakisan reaktor hidrogenasi.
Nilai teras bahan tungsten-molibdenum dalam bidang petrokimia tercermin dalam tiga aspek:
1. Keselamatan dan kebolehpercayaan – mengekalkan integriti struktur dalam keadaan ekstrem dan menghapuskan risiko keselamatan;
2. Kecekapan ekonomi – memperpanjang jangka hayat peralatan sebanyak 3–8 kali ganda, dengan kos pengubahsuaian yang jauh lebih rendah berbanding penggantian peralatan; 3. Penyesuaian Industri – Merangkumi seluruh rantaian industri dari pengekstrakan minyak hingga penapisan dan pemprosesan kimia, ia menyokong peningkatan industri petrokimia ke arah kitaran yang lebih panjang dan tahap keselamatan yang lebih tinggi.
Apabila kemudahan petrokimia menjadi semakin besar dan kompleks, bahan tungsten dan molibdenum akan memainkan peranan yang semakin penting dalam peralatan utama di bawah keadaan ekstrem.
EN
