ข่าว บริษัท เกี่ยวกับ แฟลนจ์ในน้ํามันและก๊าซนอกทะเล: ภายใต้ทะเล

สภาพแวดล้อมใต้น้ำของการผลิตน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งอาจเป็นสภาวะที่รุนแรงและให้อภัยน้อยที่สุดสำหรับ หน้าแปลนโลหะ ซึ่งแตกต่างจากหน้าแปลนบนพื้นผิว หน้าแปลนใต้น้ำทำงานภายใต้แรงดันไฮโดรสแตติกภายนอกมหาศาล ในตัวกลางน้ำเค็มที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง มักจะมีการสัมผัสกับแรงดันและอุณหภูมิภายในกระบวนการสูงพร้อมกัน ประสิทธิภาพที่ไร้ที่ติของหน้าแปลนเหล่านี้เป็นสิ่งที่ไม่สามารถต่อรองได้ ส่งผลกระทบโดยตรงต่อความปลอดภัย การปกป้องสิ่งแวดล้อม และความสามารถในการสกัดพลังงานในน้ำลึก

ภัยคุกคามสามประการ: แรงดัน การกัดกร่อน และพลวัต

1. แรงดันไฮโดรสแตติกสูง:

   • การดำเนินงานในน้ำลึกสามารถขยายไปถึงหลายพันเมตร (หรือฟุต) ใต้พื้นผิว ทุกๆ 10 เมตรของความลึกจะเพิ่มแรงดันภายนอกประมาณ 1 บาร์ (14.5 psi) ที่ความลึก 3,000 เมตร (10,000 ฟุต) หน้าแปลนจะถูกแรงภายนอกบดขยี้มากกว่า 300 บาร์ (4,350 psi) นอกเหนือจากแรงดันภายในของไฮโดรคาร์บอนที่ผลิตขึ้น สิ่งนี้จำเป็นต้องใช้หน้าแปลนหลอมที่แข็งแกร่งและมีผนังหนาอย่างเหลือเชื่อ

2. การกัดกร่อนของทะเลอย่างรุนแรง:

   • น้ำทะเล: ปริมาณคลอไรด์สูงของน้ำทะเลมีฤทธิ์กัดกร่อนอย่างรุนแรง ทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบหลุม การกัดกร่อนแบบรอยแยก และการกัดกร่อนทั่วไปบนพื้นผิวหน้าแปลนที่สัมผัสและสลักเกลียว

   • การกัดกร่อนที่ได้รับอิทธิพลจากจุลินทรีย์ (MIC): แบคทีเรียบางชนิดในสภาพแวดล้อมทางทะเลสามารถเร่งการกัดกร่อนได้

   • บริการเปรี้ยว: อ่างเก็บน้ำใต้น้ำมักมีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2​S) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2​) ซึ่งเมื่อผสมกับน้ำจะกลายเป็นสารกัดกร่อนสูงและสามารถเหนี่ยวนำให้เกิด การแตกร้าวจากความเครียดของซัลไฟด์ (SSC) ในเหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูงที่ไวต่อการเกิด

3. การรับน้ำหนักแบบไดนามิกและการสั่นสะเทือน:

   • กระแสน้ำและคลื่น: โครงสร้างและท่อส่งใต้น้ำ รวมถึงหน้าแปลน ต้องเผชิญกับแรงไดนามิกอย่างต่อเนื่องจากกระแสน้ำในมหาสมุทร และโดยอ้อม จากการกระทำของคลื่นที่ถ่ายโอนพลังงานลงมา ซึ่งอาจทำให้เกิดความเครียดจากความล้า

   • การสั่นสะเทือนจากอุปกรณ์: ปั๊มใต้น้ำ คอมเพรสเซอร์ และอุปกรณ์ปากบ่อผลิตสร้างการสั่นสะเทือนที่อาจทำให้ข้อต่อหน้าแปลนเครียด

โซลูชันเฉพาะสำหรับหน้าแปลนใต้น้ำ:

1. วัสดุที่มีความแข็งแรงสูงพิเศษ:

   • เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์และซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ (เช่น UNS S31803, S32750): เหล่านี้เป็นวัสดุที่ใช้งานได้ดี ให้ความสมดุลที่ยอดเยี่ยมระหว่างความแข็งแรงสูง (เพื่อต้านทานแรงดัน) และความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่า (ต่อคลอไรด์และ H2S)

   • โลหะผสมนิกเกิล (เช่น โลหะผสม 625, โลหะผสม 718, โลหะผสม 825): ใช้สำหรับบริการเปรี้ยวที่รุนแรงที่สุด หรือการใช้งานแรงดันสูง/อุณหภูมิสูงพิเศษ ซึ่งแม้แต่ซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ก็อาจไม่เพียงพอ โลหะผสมเหล่านี้มีความทนทานต่อ SCC สูง

   • เหล็กกล้าผสมต่ำที่มีความแข็งแรงสูง (HSLA): สำหรับส่วนประกอบขนาดใหญ่มากที่มีแรงดันสูงมาก จะใช้เหล็ก HSLA หลอมพิเศษ แต่ต้องมีการป้องกันการกัดกร่อนอย่างกว้างขวาง

2. หน้าแปลนชนิด Ring Type Joint (RTJ):

   • เหล่านี้เป็นหน้าแปลนชนิดหลักสำหรับข้อต่อใต้น้ำที่สำคัญ กลไกการซีลแบบโลหะต่อโลหะมีความน่าเชื่อถือเป็นพิเศษภายใต้แรงดันและอุณหภูมิสูง ให้ความต้านทานการระเบิดที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับปะเก็นแบบอ่อน ร่องที่กลึงอย่างแม่นยำและการเสียรูปที่ควบคุมได้ของปะเก็นวงแหวนโลหะสร้างซีลที่แข็งแกร่งอย่างยิ่ง

3. ระบบป้องกันการกัดกร่อนขั้นสูง:

   • สารเคลือบขั้นสูง: ใช้สารเคลือบอีพ็อกซีหลายชั้นประสิทธิภาพสูงหรือสารเคลือบโพลิเมอร์พิเศษกับพื้นผิวหน้าแปลนภายนอก

   • การป้องกันแบบแคโทดิก: จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับโครงสร้างโลหะที่จมอยู่ใต้น้ำทั้งหมด ขั้วบวกแบบเสียสละ (เช่น สังกะสี อะลูมิเนียม) หรือระบบกระแสไฟฟ้าที่ส่งผ่านจะช่วยป้องกันหน้าแปลนจากการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าภายนอก

   • สลักเกลียวพิเศษ: สลักเกลียวมักทำจากโลหะผสมทนต่อการกัดกร่อน (ซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ โลหะผสมนิกเกิล) หรือเคลือบอย่างหนัก (เช่น สารเคลือบฟลูออโรโพลิเมอร์) เพื่อให้มั่นใจในความแข็งแรงและความสามารถในการถอดออก

4. การทำงานและการแทรกแซงระยะไกล:

   • หน้าแปลนใต้น้ำมักจะต้องได้รับการออกแบบสำหรับการติดตั้งและการแทรกแซงโดยยานพาหนะที่ควบคุมระยะไกล (ROV) หรือเครื่องมือใต้น้ำพิเศษ ซึ่งต้องมีการกำหนดค่าสลักเกลียวและคุณสมบัติการจัดตำแหน่งเฉพาะ

5. การทดสอบและมาตรฐานที่เข้มงวด:

   • หน้าแปลนใต้น้ำผ่านการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย (NDE) อย่างกว้างขวาง และมักจะมีการทดสอบแบบไฮเปอร์บาริก (การทดสอบภายใต้แรงดันน้ำลึกจำลอง) เพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์แบบ มาตรฐานเช่น API 6A (สำหรับอุปกรณ์ปากบ่อ) และ API 17D (สำหรับระบบการผลิตใต้น้ำ) กำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวด

ในขอบเขตที่ท้าทายของพลังงานในน้ำลึก หน้าแปลนโลหะ ไม่ได้เป็นเพียงส่วนประกอบเท่านั้น แต่เป็นตัวช่วยที่สำคัญ ความสามารถในการรักษาความสมบูรณ์ของหน้าแปลนเหล่านี้เมื่อต้องเผชิญกับแรงกดดันที่บดขยี้ การกัดกร่อนที่ไม่หยุดหย่อน และแรงไดนามิกในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่สุดบนโลก เป็นเครื่องพิสูจน์ถึงเทคโนโลยีวิศวกรรมโลหะวิทยาและวิศวกรรมเครื่องกลที่ทันสมัย ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญในการจัดหาพลังงานของโลก