วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพการกัดกร่อน - ชิ้นส่วนที่ต้านทานสำหรับการพิมพ์โลหะในอุปกรณ์ปิโตรเคมี?

1. การเลือกวัสดุ: คำนึงถึงว่าพวกเขาต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเพียงใดและสามารถใช้งานได้ดีเพียงใดในกระบวนการที่แตกต่างกัน
เมื่อเลือกการกัดกร่อน - วัสดุที่ทนต่ออุปกรณ์ปิโตรเคมีทั้งความเสถียรของสารเคมีและวิธีการทำงานกับเทคนิคการพิมพ์ 3 มิติที่ดีเพียงใด เนื่องจากพวกมันต้านทานการกัดกร่อนได้ดีอัลลอยไทเทเนียม, นิกเกิล - อัลลอยด์และสแตนเลสเพล็กซ์กลายเป็นวัสดุยอดนิยม
โลหะผสมของไทเทเนียม: Ti-6AL-4V เป็นวัสดุที่ดีสำหรับท่อแพลตฟอร์มนอกชายฝั่งและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเนื่องจากไม่ได้กัดกร่อนในกรดไฮโดรคลอริกหรือคลอไรด์ . 3 d โลหะผสมไทเทเนียมที่พิมพ์ออกมาสามารถปรับปรุงความต้านทานต่อการกัดกร่อนได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่นเทคโนโลยีการหลอมละลายเลเซอร์สามารถทำให้คริสตัลได้ดีขึ้น ข้อมูลการทดลองบ่งชี้ว่าอัตราการกัดกร่อนของโลหะผสมไทเทเนียมที่พิมพ์ 3 มิติในสารละลาย NaCl 3.5% ลดลง 40% เมื่อเทียบกับส่วนประกอบปลอมแบบดั้งเดิม
นิกเกิล - อัลลอยด์ที่ใช้เช่น Inconel 718 และอื่น ๆ ทำงานได้ดีมากในสภาพที่มีอุณหภูมิสูงและกรดที่แข็งแกร่ง . 3 เทคโนโลยีการพิมพ์อาจป้องกันปัญหาการแยกส่วนประกอบที่เกิดขึ้นกับการหล่อแบบดั้งเดิมโดยการจัดการพลังงานเลเซอร์และความเร็วในการสแกน สิ่งนี้ทำให้การกระจายองค์ประกอบของโลหะผสมมากขึ้นและทำให้วัสดุทนต่อการกัดกร่อนและการกัดกร่อนของการกัดกร่อนของความเครียดมากขึ้น ตัวอย่างเช่นธุรกิจปิโตรเคมีใช้ 3D - นิกเกิลพิมพ์ - อัลลอยด์เพื่อสร้างอวัยวะภายในของเครื่องปฏิกรณ์ไฮโดรเจนซึ่งวิ่งเป็นเวลาสองปีที่ 500 องศาและ 10 MPa โดยไม่ต้องกัดกร่อน
โครงสร้างออสเทนไนต์และเฟอร์ไรต์มีอยู่ในสแตนเลสเฟสคู่ซึ่งเป็นเหล็กคู่ 2205 (22% Cr, 5% Ni) นอกจากนี้ยังมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนของคลอไรด์ไอออน หลังจากการพิมพ์ 3 มิติเหล็กกล้าเพล็กซ์จะถูกกดแบบร้อน (สะโพก) เพื่อกำจัดรูขุมขนภายในและเป็นไปตามมาตรฐานความต้านทานการกัดกร่อนของ ASTM A923 สิ่งนี้ทำให้ดีสำหรับโครงสร้างการสนับสนุนถังในโรงกลั่นชายฝั่ง
2. การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ: การควบคุมกระบวนการอย่างเต็มที่ตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการขึ้นรูป
ความต้านทานการกัดกร่อนของรายการที่พิมพ์ 3 มิติโลหะขึ้นอยู่กับว่าพารามิเตอร์กระบวนการถูกควบคุมได้ดีเพียงใด เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดทั้งสามด้าน - การออกแบบการพิมพ์และโครงสร้างการสนับสนุน - ต้องทำงานร่วมกัน
การออกแบบสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยี: ซอฟต์แวร์การออกแบบกำเนิดจะสร้างน้ำหนักเบาการกัดกร่อน - โครงสร้างที่ดีที่สุดที่ทนทานต่อสิ่งต่าง ๆ เช่นความเร็วการไหลของของไหลและการกระจายความดัน ตัวอย่างเช่น บริษัท หนึ่งใช้การเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีเพื่อลดน้ำหนักของข้อศอกไปป์ไลน์ 35% และทำให้พื้นผิวโค้งขึ้นซึ่งลดอันตรายจากการกัดเซาะของของไหลและการกัดกร่อน
การควบคุมพารามิเตอร์การพิมพ์: ความเสถียรของสระละลายและทิศทางของการก่อตัวของธัญพืชได้รับผลกระทบโดยตรงจากพลังงานเลเซอร์ความเร็วในการสแกนความหนาของชั้นและปัจจัยอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นการใช้เลเซอร์เลือกการละลาย (SLM) ที่มีกำลังต่ำ (150–200W) และความเร็วการสแกนสูง (800–1000 มม./วินาที) สามารถลดโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนและหยุดเมล็ดหยาบจากการทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนแย่ลง จากการศึกษาพบว่าเทคนิค SLM ที่ได้รับการปรับปรุงลดความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนของสแตนเลส 316L ในสภาพแวดล้อม H2S 60%
แนวคิดใหม่สำหรับโครงสร้างสนับสนุน: เมื่อคุณถอดชิ้นส่วนโครงสร้างสนับสนุนแบบดั้งเดิมอาจทำให้พื้นผิวเสียหายซึ่งอาจนำไปสู่การกัดกร่อน วัสดุรองรับที่ละลายน้ำได้ใหม่รวมถึงน้ำ - โพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้หรือการออกแบบสนับสนุนที่เหมือนกับสารตั้งต้นสามารถช่วยให้พื้นผิวของการกัดกร่อน - ส่วนที่ทนทานต่อสภาพเหมือนเดิม ยกตัวอย่างเช่นธุรกิจหนึ่งใช้การสนับสนุนการพิมพ์ที่เป็นเนื้อเดียวกันของโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับพื้นผิวการปิดผนึกวาล์ว ความขรุขระ RA น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.8 μ m ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐาน API 6A สำหรับการกัดกร่อน - พื้นผิวการปิดผนึกที่ต้านทานได้
3. โพสต์ - เทคโนโลยีการประมวลผล: "บรรทัดสุดท้ายของการป้องกัน" สำหรับการต่อต้านการกัดกร่อนที่ดีเพียงใด
ในการแก้ไขข้อบกพร่องของพื้นผิวสายพันธุ์ที่เหลือและปัญหาอื่น ๆ การกัดกร่อนที่พิมพ์ 3 มิติ - ชิ้นส่วนที่ต้านทานจะต้องมีความเข้มแข็งอย่างเป็นระบบหลังจากทำ
ขั้นตอนของการรักษาความร้อน: การหลอม (500–600 องศาเป็นเวลา 2 ชั่วโมง) สามารถกำจัดความเครียดภายในในการพิมพ์และหยุดการกัดกร่อนการกัดกร่อนของความเครียด การรักษาผู้สูงอายุ (ฉนวนกันความร้อน 700–800 องศาเป็นเวลา 4 ชั่วโมง) สามารถช่วยให้เฟสตกตะกอนกระจายออกไปอย่างสม่ำเสมอและทำให้วัสดุทนต่อการกัดกร่อนได้มากขึ้น หลังการรักษาอายุอัตราการกัดกร่อนของการพิมพ์ 3 มิติที่ไม่สามารถพิมพ์ได้ 625 ในโซลูชัน 50% H2SO4 นั้นต่ำกว่าชิ้นส่วนที่ยังไม่ได้รับการรักษา 75%
เทคโนโลยีสำหรับครอบคลุมพื้นผิว:
โลหะผสมฟอสฟอรัสนิกเกิลที่ได้รับการชุบด้วยไฟฟ้า: การชุบเคมีสร้างการเคลือบ amorphous 0.5–1 μmบนพื้นผิวของชิ้นส่วน สิ่งนี้ทำให้พวกเขาทนต่อการกัดกร่อนของกรดไฮโดรคลอริกมากกว่าสิบเท่าและเป็นสิ่งที่ดีสำหรับการป้องกันผนังด้านในของถังเก็บ
นิกเกิล - ทังสเตนคาร์ไบด์ที่ใช้สำหรับการหุ้มด้วยเลเซอร์ การเคลือบที่มีความหนา 200–300 μmและมีความแข็งของ HRC 65 วางอยู่บนพื้นผิวการปิดผนึกของวาล์ว ชิ้นส่วนนานกว่าชิ้นส่วนเชื่อมปกติสามเท่าเพราะมีความทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนในเวลาเดียวกัน
กระบวนการอะโนไดซ์: อิเล็กโทรไลซิสสร้างการเคลือบออกไซด์หนา 10 ถึง 20 ไมครอนบนชิ้นส่วนโลหะผสมอลูมิเนียมที่ทนต่อการกัดกร่อน ภาพยนตร์เรื่องนี้เพิ่มศักยภาพในการเจาะด้วย 300MV และดีสำหรับการรองรับท่อส่งข้อมูลแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง
ห้า - การเชื่อมโยงแกนสำหรับการตัดเฉือนเชิงกลที่แม่นยำโดยใช้ CNC เพื่อทำอัลตร้า - การตัดเฉือนที่แม่นยำบนพื้นผิวที่สำคัญ สถิติจาก บริษัท หนึ่งแสดงให้เห็นว่าความแม่นยำ - ประมวลผล 3D - การกัดกร่อนที่พิมพ์ออกมา - ส่วนที่ต้านทานได้กัดกร่อน 80% ในน้ำทะเลน้อยกว่าชิ้นส่วนที่ยังไม่ผ่านกระบวนการ
4. กรณีแอปพลิเคชันอุตสาหกรรม: จริง - การทดสอบโลกจากห้องปฏิบัติการไปยังโรงงาน
ชิ้นส่วนภายในเครื่องปฏิกรณ์ไฮโดรจิเนชัน: บริษัท กลั่นทำให้ดิสก์กระจายสินค้าสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ไฮโดรเจนจากโลหะผสม - โลหะผสมที่พิมพ์ 3 มิติ ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีจำนวนช่องสัญญาณการไหลเพิ่มขึ้น 40%และการรักษาด้วยการหุ้มด้วยเลเซอร์ทำให้ชิ้นส่วนสองเท่าทนทานต่อการกัดกร่อนเป็นชิ้นส่วนที่เป็นมาตรฐาน ส่วนนี้ทำงานไม่หยุดเป็นเวลา 18 เดือนที่ 10MPa และ 420 องศาโดยไม่ต้องสึกกร่อนหรือรั่วไหล นี่สั้นกว่ารอบการผลิตตามปกติ 60%
ระบบท่อส่งสำหรับแพลตฟอร์มมหาสมุทร: เนื่องจากสเปรย์เกลือสูงในทะเลจีนใต้ บริษัท หนึ่งใช้โลหะผสมไทเทเนียมพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างข้อศอกไปป์ไลน์ จากนั้นพวกเขาจึงทำให้พวกเขาทำฟิล์มออกไซด์ เมื่อใช้กับการออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีความต้านทานของของเหลวจะลดลง 25% ระบบท่อได้รับการทดสอบในทะเลเป็นเวลาสามปีและมีอัตราการกัดกร่อนเพียง 0.01mm/a ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานการต่อต้านการกัดกร่อน C5 - m
โครงสร้างการสนับสนุนด้านล่างของถังเก็บ: ถังเก็บปิโตรเคมีใช้คานสแตนเลสสตีลเพล็กซ์ที่พิมพ์ 3 มิติที่ปกคลุมด้วยการเคลือบนิกเกิลฟอสฟอรัส คานไม่มีข้อบกพร่องภายในเนื่องจากการกด Isostatic ที่ร้อนแรง หลังจากการตรวจสอบห้าปีความลึกของการกัดกร่อนของลำแสงรองรับน้อยกว่า 0.1 มม. ซึ่งนานกว่าอายุการใช้งานของการรองรับเหล็กกล้าคาร์บอนมากกว่าสิบเท่า