در سالهای اخیر، لولههای کامپوزیت دو فلزی به دلیل مزایای اصلی آنها از جمله مقاومت در برابر خوردگی قوی، استحکام مکانیکی بالا، هزینه کلی برتر و پایداری ساخت و ساز خوب، به تدریج به مواد اصلی لوله برای سیستمهای جمعآوری و حمل و نقل میدان گاز اسیدی تبدیل شدهاند. آنها به طور گسترده در چندین پروژه کلیدی میدان گاز اسیدی استفاده شده اند و با موفقیت به چالش های توسعه کلیدی در صنعت پرداخته اند.
لوله های کامپوزیت دو فلزی با استفاده از فرآیندهای کامپوزیت متالورژیکی پیشرفته تولید می شوند. لایه پایه از فولاد کربنی یا فولاد کم آلیاژ- ساخته شده است که در درجه اول مسئول پشتیبانی ساختاری، مقاومت فشار و مقاومت در برابر ضربه خط لوله است. پوشش داخلی از مواد-مقاوم در برابر خوردگی{4}}با کیفیت بالا مانند فولاد ضد زنگ و آلیاژهای مبتنی بر نیکل{5}} تشکیل شده است که یک سد ضد خوردگی متراکم را تشکیل میدهد. این کار به عملکرد تکمیلی بین لایه پایه باربر و پوشش مقاوم در برابر خوردگی- دست مییابد که دقیقاً با شرایط عملیاتی سخت میدانهای گاز اسیدی سازگار است. داده های صنعت نشان می دهد که در رسانه های جمع آوری و انتقال گاز اسیدی، اثرات هم افزایی H2S، CO2 و آب سازند بسیار شور می تواند باعث خوردگی لوله های فولادی کربن معمولی با نرخ متوسط سالانه 0.2-0.5 میلی متر شود. این امر معمولاً هر 3 تا 5 سال یکبار نیاز به تعویض دارد و به راحتی منجر به حوادث ایمنی بزرگ مانند ترک خوردگی ناشی از استرس سولفید (SSCC) می شود که به شدت بر تولید میدان گاز طبیعی تأثیر می گذارد.
در مقابل، پوشش مقاوم در برابر خوردگی{0}لولههای کامپوزیت دو فلزی به طور موثری محیطهای خورنده مختلف را جدا میکند و نرخ خوردگی کمتر از 0.025 میلیمتر در ساعت را به شدت کنترل میکند. این به طور کامل با استاندارد صنعت محیط اسیدی NACE MR0175/ISO 15156 مطابقت دارد و عمر مفید لولههای فولادی کربنی معمولی را به 15 تا 20 سال افزایش میدهد. این به طور قابل توجهی فرکانس تعویض خط لوله را کاهش می دهد و خطرات ایمنی ناشی از خوردگی در منبع را کاهش می دهد.
بهره وری اقتصادی برجسته یک دلیل کلیدی برای پذیرش گسترده لوله های کامپوزیت دو فلزی است. در جمع آوری و حمل و نقل میادین گاز اسیدی، در حالی که لوله های آلیاژی مبتنی بر نیکل{1} خالص دارای مقاومت در برابر خوردگی عالی هستند، هزینه مواد بالای آنها به طور قابل توجهی سرمایه گذاری مهندسی را افزایش می دهد. در مقابل، لولههای کامپوزیت دو فلزی از آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی فقط در دیواره داخلی استفاده میکنند و لایه پایه فولاد کربنی ارزانتر-در لایه بیرونی است. هزینه کلی فقط 30%-50% هزینه لولههای آلیاژی مقاوم در برابر خوردگی خالص است، و هزینه جامع یک خط لوله جمعآوری و حمل چاه را میتوان تا 45%{15}}50% کاهش داد. با در نظر گرفتن یک میدان گازی با گوگرد بالا در شمال شرقی سیچوان به عنوان مثال، با محتوای H2S به 15٪ و محتوای CO2 به 8٪، استفاده گسترده از خطوط لوله کامپوزیت دو فلزی نه تنها به طور قابل توجهی سرمایه گذاری در خرید مواد را کاهش داده است، بلکه هزینه های تعمیر و نگهداری خط لوله و تلفات زمان خرابی را تا بیش از 80٪ کاهش داده است که منجر به سود اقتصادی قابل توجهی شده است.
استحکام بالا و ایمنی بالا کلید تضمین عملکرد پایدار میدان های گازی با استفاده از لوله های کامپوزیت دو فلزی است. لایه پایه آن، ساخته شده از فولاد کربنی، تضمین می کند که خط لوله دارای مقاومت فشار و ضربه عالی است، و آن را برای شرایط جمع آوری فشار بالا و انتقال در میدان های گاز اسیدی مناسب می کند. فرآیند پیوند متالورژیکی استحکام باند بیش از 210 مگاپاسکال را بین لایه پایه و روکش تضمین میکند، و تضمین میکند که خط لوله در طول سرویس طولانیمدت پوسته نمیشود یا ترک نمیخورد، و به طور موثر از خطرات خوردگی مشترک در لولههای کامپوزیت مکانیکی جلوگیری میکند. به طور همزمان، لوله کامپوزیت دو فلزی با فرآیندهای جوشکاری کاملاً خودکار سازگار است و به نرخ صلاحیت جوشکاری بیش از 90 درصد دست می یابد، بازده ساخت و ساز را تا 40 درصد در مقایسه با مواد لوله سنتی افزایش می دهد و امکان تخمگذار سریع خط لوله و کوتاه کردن چرخه های پروژه را فراهم می کند.
در حال حاضر، لولههای کامپوزیت دو فلزی بهطور گسترده در چندین پروژه کلیدی میدان گاز اسیدی در کشور من، مانند خط لوله گاز سیچوان-شرقی و میدان نفتی تاریم، استفاده میشوند که شرایط تجمع و حملونقل شدید مانند محتوای بالای گوگرد، دمای بالا و فشار بالا را پوشش میدهند. پس از-آزمایش عملیات عملی طولانی مدت، هیچ رویداد شکست خوردگی رخ نداده است، که به طور مؤثر ایمنی و پایداری سیستم جمع آوری و حمل و نقل میدان گاز را تضمین می کند. با پیشرفت میادین گاز اسیدی در کشور من به لایههای عمیقتر و پیچیدهتر، بهینهسازی مداوم فرمولبندیهای مواد و فرآیندهای کامپوزیت، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر ترک لولههای کامپوزیت دو فلزی را بیشتر افزایش میدهد و پشتیبانی مواد قابلاعتمادی برای توسعه ایمن-درازمدت میادین گازی فراهم میکند.
کارشناسان صنعت می گویند که-کاربرد بزرگ لوله های کامپوزیت دو فلزی نه تنها به طور موثر مشکل خوردگی را در جمع آوری و حمل و نقل میادین گاز اسیدی حل کرده است، بلکه به تعادل بین ایمنی و هزینه نیز دست یافته است، و تبدیل توسعه میدان گازی را به سمت کاهش هزینه، بهبود بهره وری، توسعه سبز و ایمن، ارائه پشتیبانی فنی بالا و کارآمد برای کشور{1} کمک به صنعت انرژی برای دستیابی به توسعه با کیفیت-بالا.
