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不锈钢在海上应用中的作用
来源:兰格钢铁 | 发布日期:2023-01-05

对于全球碳氢化合物的生产和加工而言,海上项目极其重要。在一些最极端的环境中,海上开采的原油要占到全球原油产量的近30%。但是,盐碱化的海洋环境要求海上平台具有很高的安全性和寿命标准。海洋和海上应用的基础设施往往容易受到大量空气和水载盐的影响,普通碳钢结构经常受到腐蚀,需要定期进行维护和保养。不锈钢是重型海上设施的坚固材料选择的可靠保证。该金属固有的耐腐蚀性能,即使在海洋和沿海环境条件中,都能为基础设施提供较高的强度 -重量比。不锈钢还可确保较长的设计寿命,以及令人赞叹的抵抗极端压力和高温的能力。值得注意的是,通过使用不锈钢,海上结构的预期使用寿命可以比其竞争对手提高近五倍。

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除使用寿命更长之外,由于在建筑和施工中对使用寿命周期成本最低(LCC)的日益重视,不锈钢更有资格适用于海上应用领域。这一概念强调了开发高度耐用、无需大量维护或维修的新型基础设施的强烈要求。

 

减轻重量也是安装海上结构的主要推动力。重量减轻意味着结构的建造成本更低,同时允许增加钻杆和生产设备,用于油气的生产和勘探。

 

SS316L是用于海上设施的主要奥氏体不锈钢种,它可以增强高温下的强度,还可保护结构免受严重酸性环境的侵蚀。含钼6%的奥氏体钢种通常应用于永久性浸泡在海水的环境中。但是,由于过去几年全球镍价波动,双相不锈钢已广泛取代奥氏体钢种。双相不锈钢极好地将机械性能和抗应力腐蚀开裂性能相结合,成为海上应用的理想选择。 UNSS32205钢是海上设施最常用的双相不锈钢种。

 

虽然双相不锈钢在海上重型设施中表现突出,但新生代超级双相不锈钢在耐海水腐蚀性能上可与奥氏体不锈钢媲美。此外,这些钢种的机械性能比双相钢显著提高。这些超级双相钢的特点是氮、铬、钼和镍含量较高,这有助于提高它们的抗点蚀和裂隙腐蚀的能力。例如UNS S32750UNS S32760 钢种,用于侵蚀性更强的海上设施的水下组件。

 

虽然我们注意到不锈钢可更好地替代碳钢,但关键是要了解,为特定需求而选择最佳不锈钢钢种,对海上设施的成本效益和经久耐用至关重要。

 

曼彻斯特大学冶金和材料科学系/ UMSIT进行了一项题为不锈钢应用在海上管道系统的发展的研究,结果表明,海上项目喷淋系统中使用超级双相不锈钢,跟 90/10铜镍(Cu-Ni)合金相比,能减轻重量以及缩小安装尺寸。喷淋系统要求喷嘴压力和水流量最小。跟90/10 Cu-Ni 系统相比,超级双相不锈钢系统使用更少的管道来控制水的流速,因此,超级双相不锈钢喷淋系统的干重就可降低大约 15%。

 

此外,研究发现由于超级双相不锈钢的强度更高,因此安装所需的管道减少了约38%,这也意味着,如果为洒水器和消防喷淋系统等应用开发使用超级双相不锈钢,就可进一步减重约20%。

 

因此,与90/10 Cu-Ni合金相比,一套标准的超级双相不锈钢喷淋系统的重量和管道要求的降低,实质上成为一种提高效益降低成本的替代方案。研究结果表明,用于开发标准喷淋系统的超级双相不锈钢管道材料的有效降低的成本将接近使用90/10 Cu-Ni合金的一半。

 

腐蚀问题已经成为海上油气行业的一大障碍。如今,许多耐腐蚀不锈钢合金已经被开发出来,双相不锈钢在海上应用中的价值有目共睹。凭借较低的镍含量,这些高端双相不锈钢种是开发海洋工程项目的理想材料。

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