Làm thế nào để tối ưu hóa sự ăn mòn - Các bộ phận kháng cho in kim loại trong thiết bị hóa dầu?

1. Lựa chọn vật liệu: Có tính đến cả việc chúng chống ăn mòn tốt như thế nào và chúng có thể được sử dụng tốt như thế nào trong các quy trình khác nhau
Khi chọn ăn mòn - vật liệu kháng cho thiết bị hóa dầu, cả độ ổn định hóa học và chúng nên làm việc tốt như thế nào với các kỹ thuật in 3D. Bởi vì chúng chống ăn mòn rất tốt, hợp kim titan, niken - Hợp kim dựa trên và thép không gỉ song công đang trở thành vật liệu phổ biến.
Hợp kim của titan: TI-6AL-4V là một vật liệu tốt cho các ống nền ngoài khơi và bộ trao đổi nhiệt vì nó không ăn mòn trong axit clohydric hoặc clorua . 3 d hợp kim titan được in có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn của chúng hơn nữa bằng cách thay đổi cấu trúc của hạt của chúng. Ví dụ, công nghệ nóng chảy chọn lọc bằng laser có thể làm cho các tinh thể tốt hơn. Dữ liệu thử nghiệm chỉ ra rằng tốc độ ăn mòn của hợp kim titan được in 3D trong dung dịch NaCl 3,5% được giảm 40% so với các thành phần giả mạo thông thường.
Niken - Hợp kim dựa trên Inconel 718 và các hợp kim khác, hoạt động rất tốt trong điều kiện có nhiệt độ cao và axit mạnh . 3 d công nghệ in có thể ngăn chặn vấn đề phân biệt thành phần xảy ra với việc đúc truyền thống bằng cách quản lý năng lượng laser và tốc độ quét. Điều này làm cho việc phân phối các yếu tố hợp kim hơn đều hơn và làm cho vật liệu chống lại sự ăn mòn rỗ và ăn mòn căng thẳng hơn. Một doanh nghiệp hóa dầu, ví dụ, đã sử dụng 3D - Niken in - hợp kim dựa trên để tạo ra bên trong của lò phản ứng hydro hóa, chạy trong hai năm ở 500 độ và 10 MPa mà không bị ăn mòn.
Cấu trúc Austenite và Ferrite đều có trong thép không gỉ pha kép, là 2205 thép pha kép (22% Cr, 5% NI). Nó cũng rất kháng với ăn mòn ion clorua. Sau khi in 3D, thép song công bị ép nóng (hông) để loại bỏ lỗ chân lông bên trong và đáp ứng các tiêu chuẩn kháng ăn mòn của ASTM A923. Điều này làm cho nó tốt cho các cấu trúc hỗ trợ xe tăng trong các nhà máy lọc dầu ven biển.
2. Tối ưu hóa quá trình: Kiểm soát toàn bộ quy trình từ thiết kế đến đúc
Điện trở ăn mòn của các vật phẩm in 3D kim loại phụ thuộc rất nhiều vào mức độ kiểm soát của các thông số quy trình. Để có được kết quả tốt nhất, cả ba khía cạnh - thiết kế, in và cấu trúc hỗ trợ - cần phải được làm việc cùng nhau.
Thiết kế để tối ưu hóa cấu trúc liên kết: Phần mềm thiết kế tổng quát tự động tạo ra các cấu trúc tối ưu nhẹ, ăn mòn - dựa trên những thứ như vận tốc dòng chảy chất lỏng và phân phối áp suất. Ví dụ, một công ty đã sử dụng tối ưu hóa cấu trúc liên kết để cắt giảm trọng lượng của khuỷu tay đường ống xuống 35% và làm cho bề mặt cong hơn, làm giảm nguy cơ xói mòn và ăn mòn chất lỏng.
Kiểm soát các tham số in: Tính ổn định của nhóm tan chảy và hướng hình thành hạt bị ảnh hưởng trực tiếp bởi công suất laser, tốc độ quét, độ dày lớp và các yếu tố khác. Ví dụ, sử dụng sự nóng chảy chọn lọc laser (SLM) với công suất thấp (150 sắt200W) và tốc độ quét cao (800 thép1000mm/s) có thể làm giảm vùng ảnh hưởng nhiệt và ngăn chặn các hạt thô làm cho khả năng chống ăn mòn trở nên tồi tệ hơn. Một nghiên cứu cho thấy kỹ thuật SLM được cải thiện cắt giảm mật độ dòng ăn mòn là thép không gỉ 316L trong môi trường H2S xuống 60%.
Những ý tưởng mới cho cấu trúc hỗ trợ: Khi bạn cất cánh các bộ phận, các cấu trúc hỗ trợ truyền thống có thể làm hỏng bề mặt, có thể dẫn đến ăn mòn. Các vật liệu hỗ trợ hòa tan mới, bao gồm nước - polyme hòa tan hoặc các thiết kế hỗ trợ giống như chất nền có thể giúp giữ cho bề mặt của sự ăn mòn - Các bộ phận chống lại nguyên vẹn. Một doanh nghiệp, ví dụ, sử dụng in hỗ trợ đồng nhất hợp kim Titanium cho các bề mặt niêm phong van. Độ nhám RA nhỏ hơn hoặc bằng 0,8 μ m, đáp ứng tiêu chuẩn API 6A để ăn mòn - bề mặt niêm phong chống lại.
3. Bài đăng - Công nghệ xử lý: "Dòng phòng thủ cuối cùng" cho cách nó chống lại sự ăn mòn tốt
Để khắc phục các lỗ hổng bề mặt, các chủng còn lại và các vấn đề khác, sự ăn mòn được in 3D - Các bộ phận kháng thuốc cần được tăng cường một cách có hệ thống sau khi chúng được thực hiện.
Quy trình xử lý nhiệt: ủ (500 Lỗi600 độ trong 2 giờ) có thể thoát khỏi căng thẳng bên trong trong việc in và ngăn chặn vết nứt ăn mòn căng thẳng. Điều trị lão hóa (cách nhiệt 700, 800 độ trong 4 giờ) có thể giúp các pha kết tủa lan rộng ra và làm cho vật liệu chống ăn mòn hơn. Sau khi điều trị lão hóa, tỷ lệ ăn mòn của 3D in Inconel 625 trong dung dịch H2SO4 50% thấp hơn 75% so với các phần chưa được xử lý.
Công nghệ che phủ bề mặt:
Hợp kim phốt pho niken đã được mạ điện: mạ hóa học tạo ra lớp phủ vô định hình 0,5. Điều này làm cho chúng chống lại sự ăn mòn của axit clohydric hơn mười lần và tốt để bảo vệ các bức tường bên trong của bể chứa.
Niken - cacbua vonsten dựa trên được sử dụng cho lớp phủ laser. Một lớp phủ dày 200 300300 và có độ cứng của HRC 65 được đặt trên bề mặt niêm phong của van. Các mảnh kéo dài hơn ba lần so với các bộ phận hàn thông thường vì chúng có khả năng chống mài mòn và ăn mòn hơn cùng một lúc.
Quá trình anod hóa: Điện phân tạo ra lớp phủ oxit dày 10 đến 20 μm trên các bộ phận hợp kim nhôm có khả năng chống ăn mòn. Bộ phim này làm tăng tiềm năng rỗ 300mV và tốt cho các hỗ trợ đường ống nền ngoài khơi.
Năm liên kết trục - cho gia công cơ học chính xác bằng cách sử dụng phay CNC để thực hiện Ultra - Gia công chính xác trên các bề mặt quan trọng (bề mặt niêm phong và bề mặt giao phối) đảm bảo rằng độ nhám bề mặt RA nhỏ hơn 0,4 μm và môi trường ăn mòn. Thống kê từ một công ty cho thấy độ chính xác - đã xử lý 3D - Ăn mòn được in - Các bộ phận chống ăn mòn ít hơn 80% trong nước biển so với các bộ phận chưa được xử lý.
4. Trường hợp ứng dụng công nghiệp: Real - Thử nghiệm thế giới từ phòng thí nghiệm đến nhà máy
Các bộ phận trong lò phản ứng hydro hóa: một công ty tinh chế tạo ra đĩa phân phối cho lò phản ứng hydro hóa ra khỏi niken - hợp kim dựa trên 3D được in. Bằng cách tối ưu hóa cấu trúc liên kết, số lượng kênh dòng chảy tăng 40%và xử lý lớp phủ laser làm cho các bộ phận chống lại sự ăn mòn gấp đôi so với các bộ phận giả mạo tiêu chuẩn. Phần này đã chạy không ngừng nghỉ trong 18 tháng ở 10MPa và 420 độ mà không bị ăn mòn hay rò rỉ. Điều này ngắn hơn 60% so với chu kỳ sản xuất thông thường.
Hệ thống đường ống cho các nền tảng đại dương: Do thuốc xịt muối cao ở Biển Đông, một công ty sử dụng hợp kim titan in 3D để làm khuỷu tay đường ống. Sau đó, họ anodize chúng để làm một bộ phim oxit. Khi được sử dụng với thiết kế tối ưu hóa cấu trúc liên kết, điện trở chất lỏng giảm 25%. Hệ thống đường ống đã được thử nghiệm trên biển trong ba năm và có tốc độ ăn mòn chỉ 0,01mm/a, đáp ứng tiêu chuẩn chống ăn mòn C5- m.
Cấu trúc hỗ trợ dưới cùng của bể chứa: bể chứa hóa dầu sử dụng dầm hỗ trợ bằng thép không gỉ bản sao in 3D được bao phủ bởi lớp phủ phốt pho niken được mạ điện. Các dầm không có khuyết tật nội bộ nhờ vào việc ép nóng. Sau năm năm theo dõi, độ sâu ăn mòn của chùm hỗ trợ nhỏ hơn 0,1mm, dài hơn mười lần so với tuổi thọ của một hỗ trợ thép carbon thông thường.