Bagaimana cara mengoptimalkan korosi - bagian yang tahan untuk pencetakan logam dalam peralatan petrokimia?

1. Memilih Bahan: Mempertimbangkan seberapa baik mereka menahan korosi dan seberapa baik mereka dapat digunakan dalam proses yang berbeda
Saat memilih korosi - bahan resisten untuk peralatan petrokimia, baik stabilitas kimia dan seberapa baik mereka bekerja dengan teknik pencetakan 3D harus diingat. Karena mereka menahan korosi dengan sangat baik, paduan titanium, nikel - paduan berbasis, dan baja stainless duplex menjadi bahan populer.
Paduan Titanium: Ti-6al-4V adalah bahan yang baik untuk pipa platform lepas pantai dan penukar panas karena tidak terkorosi dalam asam hidroklorat atau klorida . 3 D cetak paduan titanium dapat meningkatkan resistensi mereka terhadap korosi lebih jauh dengan mengubah struktur butir mereka. Misalnya, teknologi peleburan selektif laser dapat membuat kristal lebih halus. Data eksperimental menunjukkan bahwa laju korosi paduan titanium cetak 3D dalam larutan NaCl 3,5% diturunkan sebesar 40% relatif terhadap komponen palsu konvensional.
Nikel - paduan berbasis, seperti Inconel 718 dan lainnya, bekerja dengan sangat baik dalam kondisi dengan suhu tinggi dan asam kuat . 3 D teknologi pencetakan dapat mencegah masalah pemisahan komponen yang terjadi dengan casting tradisional dengan mengelola kekuatan laser dan kecepatan pemindaian. Ini membuat distribusi elemen paduan lebih merata dan membuat bahan lebih tahan terhadap korosi pitting dan retak korosi stres. Bisnis petrokimia, misalnya, menggunakan 3D - nikel dicetak - berbasis paduan untuk membuat bagian dalam reaktor hidrogenasi, yang berjalan selama dua tahun pada 500 derajat dan 10 MPa tanpa korosi.
Struktur austenit dan ferit keduanya hadir dalam baja tahan karat fase ganda, yaitu 2205 baja fase ganda (22% Cr, 5% Ni). Ini juga sangat tahan terhadap korosi ion klorida. Setelah pencetakan 3D, baja dupleks panas ditekan secara isostatis (pinggul) untuk menyingkirkan pori -pori internal dan memenuhi standar ketahanan korosi ASTM A923. Ini membuatnya baik untuk struktur pendukung tangki di kilang pesisir.
2. Optimalisasi Proses: Kontrol penuh proses dari desain hingga cetakan
Resistansi korosi item cetak 3D logam sangat tergantung pada seberapa baik parameter proses dikontrol. Untuk mendapatkan hasil terbaik, ketiga aspek - desain, pencetakan, dan struktur dukungan - perlu dikerjakan bersama.
Desain untuk Topologi Optimalisasi: Perangkat lunak desain generatif secara otomatis menciptakan ringan, korosi - struktur optimal yang resisten berdasarkan hal -hal seperti kecepatan aliran fluida dan distribusi tekanan. Misalnya, satu perusahaan menggunakan optimasi topologi untuk memotong berat siku pipa sebesar 35% dan membuat permukaan lebih melengkung, yang menurunkan bahaya erosi dan korosi fluida.
Kontrol Parameter Pencetakan: Stabilitas kolam lebur dan arah pembentukan biji -bijian secara langsung dipengaruhi oleh daya laser, kecepatan pemindaian, ketebalan lapisan, dan faktor -faktor lainnya. Misalnya, memanfaatkan laser selektif pencairan (SLM) dengan daya rendah (150-200W) dan kecepatan pemindaian tinggi (800–1000mm/s) dapat menurunkan zona yang terkena panas dan menghentikan butiran kasar dari membuat resistensi korosi menjadi lebih besar. Sebuah studi mengungkapkan bahwa teknik SLM yang ditingkatkan memotong kepadatan arus korosi 316L stainless steel di lingkungan H2S sebesar 60%.
Ide -ide baru untuk struktur pendukung: Ketika Anda melepas bagian, struktur pendukung tradisional dapat merusak permukaan, yang dapat menyebabkan korosi. Bahan pendukung baru yang larut, termasuk air - polimer terlarut, atau desain dukungan yang sama dengan substrat dapat membantu menjaga permukaan korosi - bagian resisten tetap utuh. Satu bisnis, misalnya, menggunakan pencetakan dukungan homogen paduan titanium untuk permukaan penyegelan katup. Kekasaran RA kurang dari atau sama dengan 0,8 μ m, yang memenuhi standar API 6a untuk korosi - permukaan penyegelan resisten.
3. POST - Teknologi pemrosesan: "garis pertahanan terakhir" untuk seberapa baik itu menolak korosi
Untuk memperbaiki kekurangan permukaan, strain residu, dan masalah lainnya, bagian korosi cetak 3D - bagian yang resisten perlu diperkuat secara sistematis setelah dibuat.
Prosedur perlakuan panas: anil (500-600 derajat selama 2 jam) dapat menghilangkan stres internal dalam pencetakan dan menghentikan retak korosi stres. Perawatan penuaan (isolasi 700-800 derajat selama 4 jam) dapat membantu fase yang diendapkan tersebar secara merata dan membuat bahan lebih tahan terhadap korosi. Setelah pengobatan penuaan, tingkat korosi cetak 3D Inconel 625 dalam larutan H2SO4 50% adalah 75% lebih rendah dari bagian yang belum diobati.
Teknologi untuk menutupi permukaan:
Paduan nikel fosfor yang telah dilemahkan: pelapisan kimia menciptakan lapisan amorf 0,5-1 μm pada permukaan bagian -bagian. Ini membuat mereka lebih dari sepuluh kali lebih tahan terhadap korosi asam klorida dan baik untuk melindungi dinding bagian dalam tangki penyimpanan.
Nickel - berbasis tungsten carbide digunakan untuk kelongsong laser. Sebuah lapisan yang tebal 200-300 μm dan memiliki kekerasan HRC 65 diletakkan di permukaan penyegelan katup. Potongan -potongan itu bertahan tiga kali lebih lama dari bagian yang dilas biasa karena mereka lebih tahan terhadap keausan dan korosi pada saat yang sama.
Proses anodisasi: Elektrolisis menciptakan lapisan oksida tebal 10 hingga 20 μm pada bagian paduan aluminium yang tahan terhadap korosi. Film ini meningkatkan potensi pitting sebesar 300MV dan baik untuk dukungan pipa platform lepas pantai.
Lima {- Axis Linkage untuk pemesinan mekanis yang tepat menggunakan cnc milling untuk melakukan ultra - pemesinan presisi pada permukaan penting (permukaan penyegelan seperti itu dan permukaan kawin) memastikan bahwa kekasaran permukaan RA kurang dari 0,4 μm dan bahwa media korosif lebih sedikit tongkat. Statistik dari satu perusahaan menunjukkan bahwa presisi - diproses 3D - cetak korosi - Bagian yang resisten mengoreksi 80% lebih sedikit di air laut daripada bagian yang tidak diproses.
4. Kasus Aplikasi Industri: Real - Pengujian Dunia dari Lab ke Pabrik
Bagian dalam reaktor hidrogenasi: Perusahaan pemurnian membuat disk distribusi untuk reaktor hidrogenasi dari nikel - paduan berbasis yang dicetak 3D. Dengan mengoptimalkan topologi, jumlah saluran aliran naik sebesar 40%, dan perawatan laser kelongsong membuat bagian dua kali lebih tahan terhadap korosi sebagai bagian standar yang ditempa. Bagian ini telah berjalan tanpa henti selama 18 bulan pada 10MPA dan 420 derajat tanpa korosi atau bocor. Ini 60% lebih pendek dari siklus manufaktur biasa.
Sistem Pipa untuk Platform Ocean: Karena semprotan garam tinggi di Laut Cina Selatan, satu perusahaan menggunakan paduan titanium cetak 3D untuk membuat siku pipa. Mereka kemudian menganodisasi mereka untuk membuat film oksida. Ketika digunakan dengan desain optimasi topologi, resistensi fluida turun 25%. Sistem pipa telah diuji di laut selama tiga tahun dan memiliki laju korosi hanya 0,01mm/A, yang memenuhi standar anti-korosif C5 - M.
Struktur pendukung bawah tangki penyimpanan: Tangki penyimpanan petrokimia menggunakan dupleks 3D dupleks stainless steel balok pendukung yang ditutupi oleh lapisan fosfor nikel yang terseras. Balok bebas dari cacat internal berkat penekanan isostatik panas. Setelah lima tahun pemantauan, kedalaman korosi balok dukungan kurang dari 0,1mm, yang lebih dari sepuluh kali lebih lama dari masa pakai dukungan baja karbon biasa.