10명의 엔지니어에게 튜브 시트 재료를 선택하는 방법을 묻는다면 12개의 답변을 얻을 수 있습니다. 일부는 코팅된 탄소강을 사용한다고 맹세합니다. 다른 사람들은 316L보다 작은 것은 건드리지 않을 것입니다. 몇몇은 고집한다티탄모든 것을 위해. 우리는 그것들을 모두 사용했습니다. 우리는 또한 어느 시점에서 그것들을 모두 교체했습니다.
이는 우리가 12년 동안 화학, 전력, 석유 및 가스 프로젝트 전반에 걸쳐 지정, 설치, 모니터링하고 때때로 폐기한 내용을 요약한 것입니다. 실제로 작동하는 것과 작동하지 않는 것은 다음과 같습니다.-
튜브시트가 실제로 해야 할 일
쉘-및- 튜브 교환기에서 튜브 시트에는 진동 하에서 튜브를 유지하고, 튜브 측면에서 쉘 측면을 밀봉하고, 차압을 견디고, 열팽창을 관리하는 네 가지 작업이 있습니다. 선택한 재료는 네 가지 모두에 영향을 미칩니다.
우리가 실제로 고려하는 재료 옵션
- 탄소강(SA-516 Gr.70): 청정 서비스에서 5~8년 작동합니다. 염화물이나 산소로 인해 빨리 실패합니다.
- 304L: 통제된 환경에 적합합니다. 적당한 온도에서 50ppm 이상의 염화물을 배출합니다.
- 316L: 잘 통제된 서비스에서. 15+년 동안 염화물이 있는 모든 것에 대한 기본값입니다.
- 듀플렉스 2205: 바닷물, 고-염화물 염수. 훌륭하지만 비용이 많이 듭니다.
- 티타늄 등급 2: 염화물에서는 거의 파괴되지 않습니다. 비용이 많이 들고 용접이 까다롭습니다.
탄소강: 저렴하지만 까다로움
600mm 탄소강 튜브 시트의 가격은 316L의 약 35~40%입니다. 적용 분야: 깨끗하고 건조한 탄화수소; 엄격한 통제를 통해 처리된 냉각수; 비-부식성 가스. 실패한 경우: 염화물 유입, 산성 응축, 산소 구멍 또는 코팅 실패. 하나의 탄소강 튜브 시트는 한 가스 플랜트에서 11년 동안 지속되었으며, 동일한 플랜트의 다른 시트는 미량 수분 응결로 인해 3년 만에 고장났습니다. 우리의 규칙: 유체의 청결성과 건조함을 절대적으로 보장할 수 있는 경우에만 탄소강을 사용하십시오.
스테인레스 스틸: 우리의 기본이지만 단 하나의 대답은 아닙니다
304L에는 몰리브덴이 없습니다. 염화물이 25ppm 미만인 깨끗한 유체에 적합합니다. 316L보다 약 40% 저렴합니다.. 316L에는 몰리브덴이 2~3% 포함되어 있습니다. 적당한 온도에서 최대 200ppm의 염화물을 처리합니다. 냉각수 및 대부분의 공정 유체에 대한 표준입니다. 10년 동안 22개 프로젝트에서 304L의 평균 수명은 7.8년이었습니다. 316L은 평균 14.2년이었으며-아직도 운행 중입니다. 대부분의 경우 316L 프리미엄은 그만한 가치가 있습니다.
듀플렉스 2205: 316L로는 충분하지 않은 경우
염화물이 200ppm을 초과하거나 온도가 60도 이상일 경우 듀플렉스로 전환합니다. 32–35의 PREN(316L의 경우 . 24–26과 비교). 더 높은 강도, 우수한 SCC 저항성. 316L 비용의 약 2배. 우리는 해수-냉각 교환기-에 듀플렉스를 사용했습니다. 이전 316L은 3.5년 동안 지속되었습니다. 듀플렉스는 8년 동안 구멍 하나 없이 운영되었습니다. 비용은 14,000달러 더 비싸지만 두 번의 교체는 피했습니다. 경제학이 작동합니다.
티타늄: 값비싼 안전망
티타늄 등급 2는 해수, 고염화물 염수 또는 중요한 서비스를 위한 "타협 없는" 선택입니다. 염화물 구멍에 사실상 면역입니다. 경량. 우리는 티타늄 튜브 시트를 교체한 적이 없습니다. 그러나 316L 비용의 3~4배, 특수 용접이 필요하고 리드 타임은 8~12주입니다. 실패가 옵션이 아닌 경우에만 지정합니다.{12}}원격 위치 또는 종료 비용이 $100,000/일을 초과합니다. 덜 중요한 서비스의 경우 일반적으로 이중으로 충분합니다.
클래드 튜브 시트: 비용-효과적인 절충안
클래딩은 고체 합금 비용의 약 60%로 탄소강 강도와 합금 내식성을 제공합니다. 성공: 청정 탄화수소 서비스의 316L{3}}클래드 번들 2개{4}}6년 후에도 여전히 괜찮습니다. 실패: 열 충격-10-일 종료 후 베이스에서 분리된 클래드 1개, 손상된 가장자리 아래에 염화물이 들어간 304L-클래드 1개. 우리의 정책: 중요하지 않고 쉽게 접근할 수 있는 서비스에만 클래딩을 적용합니다. 중요한 서비스에는 견고한 합금이 사용됩니다.
코팅: 우리는 추천을 중단했습니다
우리는 에폭시, PTFE, 유리-라인-을 모두 시도해 보았습니다. 코팅에는 핀홀, 가장자리 또는 결함이 있습니다. 유체가 아래로 들어가면 코팅되지 않은 강철보다 빠르게 퍼지고 부식됩니다. 당사의 데이터: 냉각수에 코팅된 탄소강의 평균 수명은 5.2년입니다. 유사한 서비스에서 코팅되지 않은 316L의 평균 수명은 12.8년이었습니다. 코팅 비용은 316L의 70%이지만 교체 빈도는 두 배나 됐습니다. 우리는 더 이상 유기 코팅을 지정하지 않습니다.-중요한 서비스나 물이나 염화물이 포함된 코팅에는 사용하지 않습니다. 코팅은 잘못된 경제입니다.
우리가 후회하는 재료 중 하나
우리는 고객의 엔지니어링 회사가 지정하는 고온 부식성 서비스-용 튜브 시트에 Monel 400을 시험해 보았습니다. 14개월 만에 깨졌습니다. Monel은 가성을 잘 처리하지만 특정 조건에서는 SCC 저항성이 낮습니다. 작동 온도는 경계선에 있었고 잔류 응력 + 열 순환은 끝났습니다. 교체품은 비용의 Inconel 625-3×였으며 5년이 지난 후에도 여전히 작동됩니다. 교훈: 실제 작동 조건을 확인하지 않고 다른 사람의 사양을 따르지 마십시오.
현재 선택 흐름도
- 깨끗하고 건조하며-부식성 없음 → 탄소강
- 모든 물 또는 염화물 → 스테인레스
- 작동온도에서 염화물 50ppm 이상 → 316L 이상
- 60도에서 200ppm 이상의 염화물 → Duplex 2205
- 바닷물 또는 소금물 → 티타늄
- 중요 서비스(종료 > $50,000/일) → 티타늄 또는 고체 합금
- 클래딩? → 중요하지 않고-중요하지 않고-액세스가 쉬운 서비스만
검사: 재료의 품질은 공장 인증서만큼 우수합니다.
납품된 제품과 일치하지 않는 자재 인증으로 인해 두 번이나 화상을 입었습니다. 하나의 "316L"은 304L로 테스트되었습니다. 하나의 "듀플렉스 2205"에는 허용 범위를 벗어난 페라이트 함량이 있었습니다. 이제 우리는 배송 전 100% PMI, 첫 번째 물품에 대한 독립적인 제3자 분석,-듀플렉스 및 티타늄에 대한 미세구조 검사, 전체 추적 가능한 문서화, 제작업체 작업장에서의 -현장 검사가 필요합니다. 비용에 약 5%가 추가됩니다. 적어도 두 번의 큰 실패로부터 우리를 구해주었습니다.
최종 체크리스트
튜브 시트 재질을 지정하기 전에:
- 유체 분석 - 미량 오염 물질을 포함한 현재 샘플.
- 염화물 농도 - 실온이 아닌 작동 온도에서.
- 작동 온도 - 부식 속도와 재료 한계에 영향을 미칩니다.
- 중요성 – 계획되지 않은 실패로 인한 비용?
- 접근 – 교체가 용이합니까, 아니면 매장되어 있습니까?
- 예산 – 첫 번째 비용뿐만 아니라 수명 주기 비용입니다.
- 제작 – 공급업체가 안정적으로 용접/가공할 수 있습니까?
- 리드 타임 – 이국적인 재료는 더 오래 걸립니다.
- PMI 요구 사항 – PO에 기록합니다.
- 예비 – 중요한 서비스를 위해 미리 주문하세요.