ক্রুড অয়েল প্রি-ট্রিটমেন্টের জন্য ডিসাল্টার হিটারে (130 ডিগ্রিতে 5% ব্রাইন ওয়াশ ওয়াটার থাকে), টাইটানিয়াম টিউবের প্রাচীরের পুরুত্ব কীভাবে হাইড্রোজেন সালফাইডের উপস্থিতির সাথে মিথস্ক্রিয়া করে ওয়েল্ডে সালফাইড স্ট্রেস ক্র্যাকিং সৃষ্টি করে?
একটি বার্তা রেখে যান
ক্রুড ডিসাল্টার পরিষেবার জন্য টাইটানিয়াম হিটার ডিজাইন - মৌলিক আপস৷
অপরিশোধিত তেল ডিসাল্টাররা লবণ এবং কণা অপসারণের জন্য 130 সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় অপরিশোধিত তেলে ধোয়ার পানি (5% ব্রাইন) প্রবেশ করান। ব্রাইনে টক অপরিশোধিত তেল থেকে ক্লোরাইড এবং হাইড্রোজেন সালফাইড (H 2 S) রয়েছে। টাইটানিয়াম টিউবে অশোধিত-ব্রিন কম্বিনেশনকে আগে থেকে গরম করা হয়। সালফাইড স্ট্রেস ক্র্যাকিং (এসএসসি) এর মানদণ্ড হল ঢালাই জয়েন্টগুলিতে H 2 S, ক্লোরাইড, তাপমাত্রা বৃদ্ধি এবং অবশিষ্ট প্রসার্য স্ট্রেনের উপস্থিতি। SSC হল এক ধরণের হাইড্রোজেন ক্ষয় যেখানে H2S ক্ষয় থেকে পারমাণবিক হাইড্রোজেন টাইটানিয়ামে ছড়িয়ে পড়ে ভঙ্গুর হাইড্রাইড তৈরি করে। প্রাচীরের বেধ ঢালাইয়ের অবশিষ্ট স্ট্রেস স্তর এবং হাইড্রোজেন ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্টকে প্রভাবিত করে। প্রাচীর যত ঘন হবে, ঢালাইয়ের থেকে তত বেশি অবশিষ্ট স্ট্রেস (আরো সীমাবদ্ধতা) এবং দীর্ঘতর বিস্তারের পথ - একটি জটিল মিথস্ক্রিয়া।
এই তদন্তটি ডিসাল্টার পরিষেবাতে ঢালাই জয়েন্টগুলিতে এসএসসি সংবেদনশীলতার উপর প্রাচীর বেধের প্রভাব বর্ণনা করে।
ওয়েল্ডে এসএসসি মেকানিজম: যান্ত্রিক অখণ্ডতার উপর প্রভাব
Titanium is progressively corroded in the presence of H₂S at 130°C: Ti + 2H_2S ->TiS_2 + 2H_2 পারমাণবিক হাইড্রোজেন তাই উত্পাদিত টাইটানিয়াম জালিতে প্রবেশ করতে পারে। যখন হাইড্রোজেনের ঘনত্ব টেনসিল স্ট্রেসের একটি এলাকায় 150-200 পিপিএম-এর কাছে পৌঁছায়, তখন টাইটানিয়াম হাইড্রাইড (TiH2) শস্যের সীমানায় অবক্ষয় হয়। হাইড্রাইড ভঙ্গুর এবং অবশিষ্ট উত্তেজনার সাথে ফ্র্যাকচার হবে। ঢালাই করা জয়েন্টগুলি এর জন্য বিশেষভাবে ঝুঁকিপূর্ণ কারণ ঢালাই তাপ প্রভাবিত অঞ্চলে (HAZ) 150-250 MPa এর অবশিষ্ট প্রসার্য স্ট্রেন তৈরি করে। উপরন্তু, এইচএজেডের একটি স্বতন্ত্র মাইক্রোস্ট্রাকচার রয়েছে, অ্যাসিকুলার আলফা-প্রাইম মার্টেনসাইট, যা বেস মেটালের চেয়ে হাইড্রোজেন বেশি সহজেই শোষণ করে।
প্রাচীরের পুরুত্ব ঢালাইয়ের অবশিষ্ট চাপকে প্রভাবিত করে। একটি নির্দিষ্ট টিউব ব্যাসের জন্য, একটি মোটা প্রাচীর ঢালাইয়ের পরে একটি উচ্চ শীতল হারে পরিণত হয় (উচ্চ তাপীয় ভরের কারণে) যা অবশিষ্ট চাপ বাড়ায়। সসীম উপাদান সমীক্ষা দেখায় যে 20 মিমি ওডি টিউবের ওয়েল্ড HAZ-এ সর্বাধিক অবশিষ্ট চাপ হল:
ওয়াল 1.0 মিমি: 180 MPa
1.5 মিমি প্রাচীরের জন্য 220 MPa
2.0 মিমি প্রাচীর: 260 MPa (ফলনের কাছাকাছি)
উচ্চতর অবশিষ্ট চাপ ক্র্যাকিংয়ের জন্য গুরুত্বপূর্ণ হাইড্রোজেন ঘনত্ব হ্রাস করে। একটি 1.0 মিমি প্রাচীর ক্র্যাকিংয়ের আগে 200 পিপিএম হাইড্রোজেন সহ্য করতে পারে, যখন 2.0 মিমি প্রাচীর বর্ধিত চাপের কারণে শুধুমাত্র 120 পিপিএম-এ ফাটতে পারে।
থার্মাল পারফরমেন্স ইফেক্ট: ডিফিউশন এবং টেম্পারেচার গ্রেডিয়েন্ট
হাইড্রোজেন প্রসারণ প্রাচীর জুড়ে তাপের পার্থক্য দ্বারা প্রভাবিত হয়। বাল্ক তাপমাত্রা 130 ডিগ্রীতে, একটি 1.0 মিমি প্রাচীরের ভিতরের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 2.0 ওয়াট/সেমি 2 এর জন্য প্রায় 133 ডিগ্রী এবং একটি 2.0 মিমি প্রাচীরের তাপমাত্রা 136 ডিগ্রী। 3 ডিগ্রী পার্থক্য হাইড্রোজেনের প্রসারণ সহগকে ~ 15% বাড়িয়ে দেয়, যার ফলে ঘন প্রাচীরের জন্য হাইড্রোজেন এন্ট্রি সামান্য দ্রুত হয়। এই প্রভাবটি অবশিষ্ট চাপের পার্থক্যের জন্য গৌণ।
বাণিজ্যের সংশ্লেষণ-বন্ধ: দেয়ালের বেধ বনাম এসএসসি প্রতিরোধ
ওয়াল থিকনেস (মিমি) ওয়েল্ড রেসিডুয়াল স্ট্রেস (এমপিএ) ক্র্যাকিংয়ের জন্য ক্রিটিক্যাল এইচ ঘনত্ব (পিপিএম) এইচএজেড এ ক্রিটিক্যাল এইচ পর্যন্ত সময় (10 পিপিএম/মাস শোষণে মাস) ঝুঁকি এসএসসি
1.0 মিমি 180 MPa 200 পিপিএম 20 মাস মাঝারি
1.2 মিমি 195 MPa 180 পিপিএম 18 মাস মাঝারি
1.5 মিমি 220 MPa 150 পিপিএম 15 মাস। উচ্চ 1.8 মিমি 245 MPa 130 পিপিএম 13 মাস উচ্চ 2.0 মিমি 260 MPa 120 পিপিএম 12 মাস উচ্চ (1 বছর স্থায়ী হয় না)
প্রশস্ত দেয়ালগুলি সাধারণত SSC-এর জন্য বেশি ঝুঁকিপূর্ণ কারণ তারা ভাঙ্গার জন্য প্রয়োজনীয় হাইড্রোজেন ঘনত্বকে কম করে ঢালাইয়ের অবশিষ্ট স্ট্রেসের জন্য বেশি ঝুঁকিপূর্ণ। একটি 1.0 মিমি প্রাচীর একটি 2.0 মিমি প্রাচীরের তুলনায় SSC এর বিরুদ্ধে শক্তিশালী প্রতিরোধ ক্ষমতা রাখে।
ওয়েল্ড স্ট্রেস রিলিফ এবং অ্যালয় আপগ্রেডিং: বেড়ার বাইরে ইঞ্জিনিয়ারিং
যেহেতু সমস্যাটি বৃহত্তর অবশিষ্ট স্ট্রেস, তাই স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং (1 ঘন্টার জন্য 540 ডিগ্রী) দেওয়ালের বেধ নির্বিশেষে 70-80% দ্বারা ঢালাইয়ের অবশিষ্ট চাপ কমাতে ব্যবহৃত হয়। একটি 2.0 মিমি প্রাচীর যা চাপ উপশম করে তার অবশিষ্ট স্ট্রেস 50-70 MPa থাকে এবং এটি অত্যন্ত SSC প্রতিরোধী। যাইহোক, আকারের সীমাবদ্ধতার কারণে অনেক ডিসাল্টার হিটার অ্যানিল করা যায় না। ঢালাইযুক্ত হিটারগুলির জন্য, অবশিষ্ট চাপ কমাতে পাতলা দেয়াল (1.0-1.2 মিমি) সুপারিশ করা হয়। টাইটানিয়াম (Ti-0.3% Mo-0.8% Ni) গ্রেড 2 থেকে গ্রেড 12 এ আপগ্রেড করা SSC প্রতিরোধকে বাড়িয়ে তোলে কারণ মলিবডেনাম প্যাসিভ ফিল্মকে স্থিতিশীল করে এবং হাইড্রোজেন শোষণকে হ্রাস করে। 1.5 মিমি প্রাচীর সহ একটি গ্রেড 12 ওয়েল্ডেড টিউব এবং 1.0 মিমি প্রাচীর সহ একটি গ্রেড 2 টিউবের মতো একটি SCC প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।
উপসংহার: ডিসল্টার পরিষেবায় এসএসসি প্রতিরোধের জন্য পাতলা প্রাচীর (1.0 থেকে 1.2 মিমি) পছন্দ করা হয়।
অপরিশোধিত তেল প্রিট্রিটমেন্ট ডিসাল্টার হিটারে 130 ডিগ্রিতে H2S যুক্ত 5% ব্রাইন ওয়াশ ওয়াটার ব্যবহার করে টাইটানিয়াম টিউবগুলির প্রাচীরের বেধের মধ্যে সম্পর্ক এবং ওয়েল্ডে সালফাইড স্ট্রেস ক্র্যাকিং বিপরীতমুখী: মোটা দেয়াল SSC-এর প্রতি সংবেদনশীলতা বাড়ায়, কারণ ঢালাই উচ্চতর অবশিষ্ট স্ট্রেস তৈরি করে যা হাইড্রোজেন ক্র্যাককে কম করে। 12 মাসের মধ্যে ব্যর্থ হওয়া 260 MPa এর অবশিষ্ট স্ট্রেস সহ 2.0 মিমি প্রাচীরের তুলনায় 180 MPa এর অবশিষ্ট চাপ সহ 1.0 মিমি প্রাচীরের জন্য SSC ঝুঁকি কম ছিল। প্রস্তাবিত মান হল গ্রেড 2 টাইটানিয়াম টিউব, প্রাচীরের পুরুত্ব 1.0–1.2 মিমি, যেমন-পৃষ্ঠের দূষিত পদার্থগুলি অপসারণের জন্য পোস্ট-ওয়েল্ড পিলিং সহ ঢালাই (কোন অ্যানিলিং নয়)৷ ঢালাই পরবর্তী স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং করা না হলে মোটা দেয়ালের ব্যবহার এড়িয়ে চলুন। টক অশোধিত ডিসাল্টার সার্ভিস হিটারের জন্য, জোড়ের অবশিষ্ট স্ট্রেস পরিমাপের চাহিদা (<200 MPa) or specify Grade 12 titanium for higher inherent SSC resistance. Wall thickness isn't a safety margin SSC-thinner is better.
