Ідентифікація факторів відмови в результаті корозійної ерозії коліна парової труби під тиском на геотермальній електростанції

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.313972

Ключові слова:

корозійна ерозія, коліно, турбулентність, горбки, волокнисті тріщини, стоншення товщини

Анотація

У цьому дослідженні представлені результати аналізу корозійно-ерозійного руйнування матеріалів колінчастих труб, які використовуються для надходження води під високим тиском з під землі. Матеріал колінчастої труби, що вийшов з ладу, знаходився над гирлом свердловини, утворюючи пряму лінію в поздовжньому напрямку з довжиною труби 6200 футів під поверхнею землі. Робоча рідина в коліні складалася з 25 % пари і 75 % води, що текла в коліні з витратою середовища 180 тон на годину, тиском 22 бар і температурою 220 °C. Колінчасті труби були виготовлені з низьковуглецевої сталі за стандартом ASTM A234 із зовнішнім діаметром 304,8 мм і товщиною стінки 9,271 мм. Макроскопічні випробування, аналіз хімічного складу, металографічні випробування, випробування на твердість, рентгенівські дифракційні випробування, СЕМ та ЕДС – це деякі з типів випробувань, що проводяться. Результати дослідження показали, що колінчасті трубки зазнали процесу стоншення на внутрішній стінці зовнішньої сторони кривизни з шорсткою та хвилястою поверхнею або зовнішнім виглядом. Цей тип пошкодження відомий як ерозійно-корозійний. Рівень ерозійно-корозійного руйнування, якt виникає, значною мірою залежить від рН рідини, що протікає, досягаючи 2,67–2,91, це пов’язано з дуже високим рівнем Cl- – 1290 частин на мільйон, тому вищою є швидкість ерозії-корозії, яка виникає. Ці матеріали є найпопулярнішими і широко використовуваними в нафтогазовому секторі. Однак у цієї труби є недоліки, оскільки вона схильна до ерозії та корозії. Тому дуже важливо вибрати правильний матеріал, а саме матеріал, стійкий до ерозії та корозії

Біографії авторів

Iskandar Muda, Jenderal Achmad Yani University

Doctor of Materials Engineering, Lecturer

Department of Metallurgical and Materials Engineering

Bambang Widyanto, Jenderal Achmad Yani University

Doctor of Materials Engineering, Professor

Department of Metallurgical and Materials Engineering

Посилання

  1. Tawancy, H. M., Al-Hadhrami, L. M., Al-Yousef, F. K. (2013). Analysis of corroded elbow section of carbon steel piping system of an oil–gas separator vessel. Case Studies in Engineering Failure Analysis, 1 (1), 6–14. https://doi.org/10.1016/j.csefa.2012.11.001
  2. Zhu, M., Sun, L., Ou, G., Wang, K., Wang, K., Sun, Y. (2016). Erosion corrosion failure analysis of the elbow in sour water stripper overhead condensing reflux system. Engineering Failure Analysis, 62, 93–102. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2016.01.002
  3. Kusmono, Khasani (2017). Analysis of a failed pipe elbow in geothermal production facility. Case Studies in Engineering Failure Analysis, 9, 71–77. https://doi.org/10.1016/j.csefa.2017.08.001
  4. Lospa, A. M., Dudu, C., Ripeanu, R. G., Dinita, A. (2019). CFD Evaluation of sand erosion wear rate in pipe bends used in technological installations. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 514 (1), 012009. https://doi.org/10.1088/1757-899x/514/1/012009
  5. Khan, R., Ya, H. H., Pao, W., Khan, A. (2019). Erosion–Corrosion of 30°, 60°, and 90° Carbon Steel Elbows in a Multiphase Flow Containing Sand Particles. Materials, 12 (23), 3898. https://doi.org/10.3390/ma12233898
  6. Zeng, L., Zhang, G. A., Guo, X. P. (2014). Erosion–corrosion at different locations of X65 carbon steel elbow. Corrosion Science, 85, 318–330. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2014.04.045
  7. Dooley, R. B. (2008). Flow-accelerated corrosion in fossil and combined cycle/HRSG plants. Power Plant Chemistry, 10 (2), 68–89. Available at: http://competitivepower.us/pub/pdfs/flow-accelerated-corrosion-in-fossil-and-cc-hrsg-plants.pdf
  8. Haribhakti, P., Joshi, P. B., Kumar, R. (2018). Failure Investigation of Boiler Tubes. ASM International. https://doi.org/10.31399/asm.tb.fibtca.9781627082532
  9. Tomarov, G. V., Kolesnikov, D. V., Semenov, V. N., Podverbny, V. M., Shipkov, A. A. (2015). Prevention of Corrosion and Scaling in Geothermal Power Plants Equipment. Proceedings World Geothermal Congress 2015. Available at: https://www.geothermal-energy.org/pdf/IGAstandard/WGC/2015/27032.pdf
  10. Nogara, J., Zarrouk, S. J. (2018). Corrosion in geothermal environment Part 2: Metals and alloys. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 82, 1347–1363. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.06.091
  11. Adnyana, D. N. (2020). Cavitation-erosion study in elbow tubes of a low-pressure evaporator outlet header. Metalurgi, 35 (1), 33. https://doi.org/10.14203/metalurgi.v35i1.561
  12. Chen, J., Zhang, Q., Li, Q., Fu, S., Wang, J. (2014). Corrosion and tribocorrosion behaviors of AISI 316 stainless steel and Ti6Al4V alloys in artificial seawater. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 24 (4), 1022–1031. https://doi.org/10.1016/s1003-6326(14)63157-5
  13. Aribo, S., Barker, R., Hu, X., Neville, A. (2013). Erosion–corrosion behaviour of lean duplex stainless steels in 3.5% NaCl solution. Wear, 302 (1-2), 1602–1608. https://doi.org/10.1016/j.wear.2012.12.007
  14. Rajahram, S. S., Harvey, T. J., Walker, J. C., Wang, S. C., Wood, R. J. K. (2012). Investigation of erosion–corrosion mechanisms of UNS S31603 using FIB and TEM. Tribology International, 46 (1), 161–173. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2011.05.012
  15. Jones, M., Llewellyn, R. J. (2009). Erosion–corrosion assessment of materials for use in the resources industry. Wear, 267 (11), 2003–2009. https://doi.org/10.1016/j.wear.2009.06.025
  16. Hussain, E. A. M., Robinson, M. J. (2007). Erosion–corrosion of 2205 duplex stainless steel in flowing seawater containing sand particles. Corrosion Science, 49 (4), 1737–1754. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2006.08.023
  17. Wood, R. J. K. (2006). Erosion–corrosion interactions and their effect on marine and offshore materials. Wear, 261 (9), 1012–1023. https://doi.org/10.1016/j.wear.2006.03.033
  18. Neville, A., Hodgkiess, T., Dallas, J. T. (1995). A study of the erosion-corrosion behaviour of engineering steels for marine pumping applications. Wear, 186-187, 497–507. https://doi.org/10.1016/0043-1648(95)07145-8
  19. Watson, S. W., Friedersdorf, F. J., Madsen, B. W., Cramer, S. D. (1995). Methods of measuring wear-corrosion synergism. Wear, 181-183, 476–484. https://doi.org/10.1016/0043-1648(95)90161-2
Ідентифікація факторів відмови в результаті корозійної ерозії коліна парової труби під тиском на геотермальній електростанції

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-10-30

Як цитувати

Muda, I., & Widyanto, B. (2024). Ідентифікація факторів відмови в результаті корозійної ерозії коліна парової труби під тиском на геотермальній електростанції. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(12 (131), 13–24. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.313972

Номер

Том 5 № 12 (131) (2024): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Iskandar Muda, Bambang Widyanto

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.