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पेट्रोकेमिकल उद्योग में, डुप्लेक्स स्टील टीज़ और अन्य सामग्रियों से बने टीज़ के बीच प्रदर्शन अंतर मुख्य रूप से ताकत, संक्षारण प्रतिरोध,उच्च तापमान प्रतिरोधनिम्नलिखित एक विस्तृत तुलनात्मक विश्लेषण हैः
1शक्ति और दबाव प्रतिरोधः डुप्लेक्स स्टील ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील और कार्बन स्टील से काफी बेहतर है
डुप्लेक्स स्टील टीज़ (उदाहरण के लिए, 2205, 2507) की उपज शक्ति 450 ¢ 700 एमपीए तक पहुंच सकती है, जो 316 एल ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील (170 ¢ 210 एमपीए) की 2 ¢ 3 गुना और 1.कार्बन स्टील (200~300 एमपीए) की तुलना में 5×2 गुनायह गुण उच्च दबाव अनुप्रयोगों (जैसे 10-15 एमपीए पर काम करने वाले हाइड्रोक्रैकिंग इकाइयों) में दीवार की मोटाई को कम करके उपकरण वजन को कम करने में सक्षम बनाता है।तनाव एकाग्रता के कारण होने वाले विकृति से बचते हुएकार्बन स्टील, अपनी कम ताकत के कारण, उच्च दबावों पर मोटी दीवारों की आवश्यकता होती है और थकान क्रैकिंग के लिए प्रवण होती है; फेरीटिक स्टील, हालांकि ऑस्टेनिक स्टील की तुलना में मजबूत है,खराब कठोरता और कमजोर प्रभाव प्रतिरोध है.
II. संक्षारण प्रतिरोधः क्लोराइड और हाइड्रोजन सल्फाइड वातावरण में डुप्लेक्स स्टील उत्कृष्ट है
पिटिंग संक्षारण और तनाव संक्षारण के प्रतिरोधः डुप्लेक्स स्टील का संक्षारण प्रतिरोध इसकी ¥ फेरीटिक + ऑस्टेनिटिक ¥ दो-चरण माइक्रोस्ट्रक्चर द्वारा सुनिश्चित किया जाता है।इसका पिटिंग रेसिस्टेंस इक्विवलेंट (PREN) मान ≥34 हैसमुद्री जल और कच्चे तेल के प्रसंस्करण वातावरण में क्लोराइड आयनों वाले, महत्वपूर्ण पिटिंग तापमान (सीपीटी) 30 से 40 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचता है, जो 316L स्टेनलेस स्टील के 15 डिग्री सेल्सियस से बहुत अधिक है। उदाहरण के लिए,अपतटीय प्लेटफार्मों पर समुद्री जल इंजेक्शन पाइपलाइनों में, 2205 डुप्लेक्स स्टील टीस समुद्री जल क्षरण का विरोध कर सकते हैं, पांच साल के संचालन के बाद 0.1 मिमी से कम की दीवार मोटाई में कमी के साथ।H2S युक्त अम्लीय वातावरण में (जैसे प्राकृतिक गैस प्रसंस्करण संयंत्र), डुप्लेक्स स्टील में तनाव क्षरण क्रैकिंग (SCC) की उच्च सीमा होती है, जिससे “हाइड्रोजन भ्रष्टता” फ्रैक्चर को रोका जा सकता है।जबकि ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील क्लोराइड आयन या हाइड्रोजन सल्फाइड वातावरण में तनाव जंग क्रैकिंग के लिए प्रवण है.
निकल आधारित मिश्र धातुओं से अंतरः निकल आधारित मिश्र धातु (जैसे इनकोनेल 625) केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड या हाइड्रोफ्लोरिक एसिड जैसे मजबूत अम्लीय माध्यमों में सबसे अच्छा संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करते हैं,लेकिन उनकी लागत डुप्लेक्स स्टील की तुलना में 5 ¢ 10 गुना है, उन्हें केवल चरम संक्षारण परिदृश्यों के लिए उपयुक्त बनाते हैं; डुप्लेक्स स्टील मध्यम संक्षारण वातावरण में बेहतर लागत-प्रभावशीलता प्रदान करता है।
3उच्च तापमान प्रतिरोधः ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील उच्च तापमान के लिए अधिक उपयुक्त है, जबकि डुप्लेक्स स्टील मध्यम तापमान तक सीमित है।
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील (जैसे 310S) का उपयोग 600-1100°C के बीच के तापमान पर लंबे समय तक किया जा सकता है, जिससे यह भट्ठी के ट्यूबों जैसे उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है; हालांकि,डुप्लेक्स स्टील के लिए दीर्घकालिक संचालन तापमान आमतौर पर 300°C (2205) या 400°C (2507) से अधिक नहीं होता है, क्योंकि इन सीमाओं से अधिक तापमान σ चरण वर्षा का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कठोरता कम हो जाती है। कार्बन स्टील 350 डिग्री सेल्सियस से अधिक ताकत में महत्वपूर्ण कमी का अनुभव करता है,और फेरीटिक स्टेनलेस स्टील 450 डिग्री सेल्सियस से ऊपर की ओर झुकने के लिए प्रवण है, जिससे दोनों सामग्री केवल निम्न तापमान अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं।
4प्रसंस्करण और लागतः डुप्लेक्स स्टील उच्च अंत सामग्री की तुलना में बेहतर समग्र लागत-प्रभावीता प्रदान करता है।
वेल्डिंग और आकारः डुप्लेक्स स्टील में गर्मी से प्रभावित क्षेत्र के भंगुर होने का जोखिम कम है और इसे पारंपरिक वेल्डिंग प्रक्रियाओं का उपयोग करके वेल्ड किया जा सकता है, जो निकेल आधारित मिश्र धातुओं की तुलना में कम कठिनाई के साथ है।ठंड के दौरानऑस्टेनिटिक स्टील में उत्कृष्ट शीत-संरचना क्षमता होती है, लेकिन गर्म प्रसंस्करण के दौरान उपकरण पर चिपके रहते हैं।निकेल आधारित मिश्र धातुओं में महत्वपूर्ण कार्य कठोरता दिखाई देती हैइसके लिए मोल्डिंग और वेल्डिंग दोनों के लिए विशेष प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।
लागत तुलनाः डुप्लेक्स स्टील की सामग्री की लागत 316L ऑस्टेनिक स्टील से अधिक है, लेकिन निकल आधारित मिश्र धातु की तुलना में कम है। उच्च दबाव संक्षारक वातावरण में,डुप्लेक्स स्टील फिटिंग का सेवा जीवन 316L से 2 ¢ 3 गुना हैउदाहरण के लिए, एक रिफाइनरी ने अपने फिटिंग को डुप्लेक्स स्टील से बदलने के बाद, रखरखाव चक्र को 2 साल से बढ़ाकर 5 साल कर दिया गया।जबकि कार्बन स्टील की प्रारंभिक लागत कम हैइसके लिए लगातार संक्षारण संरक्षण की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, जंग हटाने के लिए वार्षिक रेत उड़ाई जाती है), जिसके परिणामस्वरूप दीर्घकालिक परिचालन लागत अधिक हो सकती है।
5आवेदन परिदृश्य चयन सिफारिशें
डुप्लेक्स स्टील को प्राथमिकता देंः क्लोराइड आयनों वाले समुद्री जल पाइपलाइन, कच्चे तेल के प्रसंस्करण प्रणालियों, उच्च दबाव हाइड्रोजनीकरण इकाइयों (दबाव > 8 एमपीए), एच 2 एस युक्त अम्लीय गैस पाइपलाइन,और अपतटीय प्लेटफार्मों जहां दोनों शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध कॉम्पैक्ट अनुप्रयोगों में आवश्यक हैं.
अन्य सामग्रियों का चयन करेंः परिवेश के तापमान पर पतले एसिड वातावरण के लिए 316L ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील; उच्च तापमान गैर संक्षारक धुआं गैस के लिए फेरीटिक स्टेनलेस स्टील;गैर संक्षारक निम्न दबाव पाइपलाइनों के लिए कार्बन स्टील; और केंद्रित एसिड, उच्च तापमान, उच्च दबाव पूरी तरह से डुबोए हुए संक्षारण वातावरण के लिए निकल आधारित मिश्र धातु।
सारांश
डुप्लेक्स स्टील के टी, जो कि उच्च शक्ति, मध्यम से उच्च संक्षारण प्रतिरोध और लागत-प्रभावशीलता के व्यापक लाभों के साथ,पेट्रोकेमिकल उद्योग में उच्च दबाव वाले संक्षारक वातावरण के लिए मुख्य विकल्प बन गए हैंअन्य सामग्री, हालांकि, विशिष्ट तापमान या चरम संक्षारण परिस्थितियों में एक अपरिवर्तनीय भूमिका निभाते हैं।मध्यम संरचना को ध्यान में रखते हुए एक व्यापक मूल्यांकन करना आवश्यक है, परिचालन मापदंडों और जीवन चक्र लागतों को प्रदर्शन और लागत के बीच इष्टतम संतुलन प्राप्त करने के लिए।