Cum se optimizează coroziunea - piese rezistente pentru imprimarea metalică în echipamente petrochimice?

1. Alegerea materialelor: luând în considerare atât cât de bine rezistă la coroziune, cât și cât de bine pot fi utilizate în diferite procese
Atunci când alegeți coroziunea - materiale rezistente pentru echipamente petrochimice, atât stabilitatea chimică, cât și cât de bine funcționează cu tehnici de imprimare 3D ar trebui să fie luate în considerare. Deoarece rezistă la coroziune atât de bine, aliajele de titan, aliajele bazate pe nichel - și oțelul inoxidabil duplex devin materiale populare.
Alloy of Titanium: Ti-6Al-4V este un material bun pentru conductele de platformă offshore și schimbătoarele de căldură, deoarece nu se corodează în acid clorhidric sau clorură de clorură . 3 d aliaje de titan imprimate pot îmbunătăți rezistența lor la coroziune și mai mult prin schimbarea structurii boabelor lor. De exemplu, tehnologia de topire selectivă cu laser poate face cristalele mai fine. Datele experimentale indică faptul că rata de coroziune a aliajului de titan tipărit 3D într -o soluție NaCl de 3,5% este redusă cu 40% în raport cu componentele falsificate convenționale.
Aliajele bazate pe nichel -, cum ar fi Inconel 718 și altele, funcționează foarte bine în condiții cu temperaturi ridicate și acizi puternici . 3 D Tehnologia de imprimare poate împiedica problema segregării componentelor care se întâmplă cu turnarea tradițională prin gestionarea puterii laserului și a vitezei de scanare. Acest lucru face ca distribuția elementelor din aliaj să fie mai uniformă și face materialul mai rezistent la coroziunea și coroziunea stresului. O afacere petrochimică, de exemplu, a utilizat un aliaj bazat pe nichel 3D - pentru a face interiorul unui reactor de hidrogenare, care a funcționat timp de doi ani la 500 de grade și 10 MPa fără a se coroda.
Austenita și structura ferită sunt prezente în oțel inoxidabil cu fază dublă, care este oțel cu fază dublă 2205 (22% CR, 5% Ni). De asemenea, este foarte rezistent la coroziunea ionilor de clorură. După imprimarea 3D, oțelul duplex este presat izostatic fierbinte (HIP) pentru a scăpa de porii interni și pentru a îndeplini standardele de rezistență la coroziune ale ASTM A923. Acest lucru face bun pentru structurile de susținere a rezervoarelor în rafinăriile de coastă.
2. Optimizarea procesului: controlul complet al procesului de la proiectare la modelarea
Rezistența la coroziune a articolelor tipărite metalice 3D depinde foarte mult de cât de bine sunt controlate parametrii procesului. Pentru a obține cele mai bune rezultate, toate cele trei aspecte - Structura de proiectare, imprimare și suport - trebuie să fie lucrate împreună.
Proiectare pentru optimizarea topologiei: software -ul de proiectare generativă creează automat, coroziune - Structuri optime rezistente bazate pe lucruri precum viteza de flux de fluid și distribuția presiunii. De exemplu, o companie a folosit optimizarea topologiei pentru a reduce greutatea coatelor conductelor cu 35% și a face suprafața mai curbă, ceea ce a scăzut pericolul eroziunii și coroziunii fluidelor.
Controlul parametrilor de imprimare: Stabilitatea bazinului de topire și direcția de formare a cerealelor sunt afectate direct de puterea laserului, viteza de scanare, grosimea stratului și alți factori. De exemplu, utilizarea topirii selective laser (SLM) cu putere mică (150-200W) și viteză de scanare mare (800–1000mm/s) poate scădea zona afectată de căldură și poate opri boabele grosiere de la a înrăutăți rezistența la coroziune. Un studiu relevă că tehnica SLM îmbunătățită reduce densitatea curentului de coroziune a oțelului inoxidabil 316L într -un mediu H2S cu 60%.
Idei noi pentru structura de susținere: atunci când scoateți piese, structurile tradiționale de susținere ar putea deteriora suprafața, ceea ce poate duce la coroziune. Noile materiale de sprijin solubile, inclusiv apă - polimeri solubili sau modele de suport care sunt aceleași cu substratul pot ajuta la menținerea suprafeței coroziunii - părți rezistente intacte. O afacere, de exemplu, folosește tipărirea suportului omogen din aliaj de titan pentru suprafețele de etanșare a supapelor. ROUTHINGE RA este mai mică sau egală cu 0,8 μm, care îndeplinește standardul API 6A pentru coroziune - suprafețe de etanșare rezistente.
3. Post - Tehnologia de procesare: „Ultima linie de apărare” pentru cât de bine rezistă la coroziune
Pentru a remedia defectele de suprafață, tulpinile reziduale și alte probleme, coroziunea tipărită 3D - părțile rezistente trebuie să fie consolidate sistematic după ce sunt făcute.
Procedura de tratament termic: recoacerea (500-600 grade timp de 2 ore) poate scăpa de stresul intern în imprimare și pot opri fisurarea coroziunii la stres. Tratamentul de îmbătrânire (izolație de 700–800 grade timp de 4 ore) poate ajuta fazele precipitate să se răspândească uniform și să facă materialul mai rezistent la coroziune. După tratamentul îmbătrânirii, rata de coroziune a 3D tipărită Inconel 625 în soluție de 50% H2SO4 este cu 75% mai mică decât cea a părților care nu au fost tratate.
Tehnologie pentru acoperirea suprafețelor:
Aliaj de fosfor nichel care a fost electroplat: placarea chimică creează o acoperire amorfă de 0,5–1 μM pe suprafața părților. Acest lucru le face de mai mult de zece ori mai rezistent la coroziunea acidului clorhidric și este bun pentru protejarea pereților din interiorul rezervoarelor de depozitare.
Nickel - carbură de tungsten bazată pe nichel este utilizată pentru placarea laserului. O acoperire care are o grosime de 200-300 μm și are o duritate de HRC 65 este pusă pe suprafața de etanșare a supapei. Piesele durează de trei ori mai mult decât părțile sudate obișnuite, deoarece sunt mai rezistente la uzură și coroziune în același timp.
Procesul de anodizare: electroliza creează o acoperire de oxid de 10 până la 20 μm grosime pe părți din aliaj de aluminiu care sunt rezistente la coroziune. Acest film ridică potențialul de pitting cu 300mV și este bun pentru suporturi de conducte de platformă offshore.
Cinci - Legătură axă pentru prelucrare mecanică precisă folosind freza CNC pentru a face ultra - prelucrare de precizie pe suprafețe importante (astfel de suprafețe de etanșare și suprafețe de împerechere) se asigură că rugozitatea suprafeței este mai mică de 0,4 μm și că mediul coroziv se lipește mai puțin. Statisticile de la o companie arată că precizia - procesată 3D - Coroziune tipărită - Piesele rezistente corodează cu 80% mai puțin în apa de mare decât părțile neprocesate.
4. Cazul aplicației din industrie: Real - Testare mondială de la laborator la fabrică
Piese din reactorul de hidrogenare: o companie de rafinare face discul de distribuție pentru un reactor de hidrogenare dintr -un aliaj bazat pe nichel - care a fost tipărit 3D. Prin optimizarea topologiei, numărul de canale de flux crește cu 40%, iar tratamentul cu placare cu laser face ca piesele să fie de două ori mai rezistente la coroziune ca piese forjate standard. Această parte rulează non -stop de 18 luni la 10MPa și 420 grade fără a se coroda sau a scurge. Acesta este cu 60% mai scurt decât ciclul obișnuit de fabricație.
Sistem de conducte pentru platformele oceanice: din cauza spray -ului mare de sare din Marea Chinei de Sud, o companie angajează aliaj de titan tipărit 3D pentru a face coate de conductă. Apoi îi anodizează pentru a face un film de oxid. Când este utilizat cu proiectarea optimizării topologiei, rezistența la fluide scade cu 25%. Sistemul de conducte a fost testat în mare timp de trei ani și are o rată de coroziune de doar 0,01mm/A, care îndeplinește standardul anti-coroziv C5 - M.
Structura de susținere de jos a rezervorului de depozitare: un rezervor de depozitare petrochimică folosește grinzi de suport din oțel inoxidabil imprimat 3D care sunt acoperite de o acoperire electroplată cu fosfor de nichel. Grinzile sunt lipsite de defecte interne datorită presatului izostatic fierbinte. După cinci ani de monitorizare, adâncimea de coroziune a fasciculului de asistență este mai mică de 0,1 mm, ceea ce este de mai mult de zece ori mai lung decât durata de viață a unui suport obișnuit din oțel carbon.