Ngành công nghiệp sản xuất dầu khí đặt ra nhu cầu to lớn về hệ thống đường ống, với các ứng dụng trên bờ và ngoài khơi bị ảnh hưởng bởi các hóa chất khắc nghiệt, môi trường nước mặn ăn mòn, nhiệt độ thấp và cao cũng như áp suất cao. Trước đây, ngành công nghiệp chủ yếu dựa vào hệ thống đường ống kim loại vì đây là loại vật liệu sẵn có. Trong hầu hết các trường hợp, nhựa nhiệt dẻo như polyvinyl clorua clo hóa (CPVC) không có đủ lịch sử trong ngành dầu khí để các kỹ sư chỉ định chúng.

Tình trạng này đã thay đổi trong những năm gần đây, với các tiêu chuẩn được đặt ra bởi Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ (ASME) , ASTM International và các nhóm khác giúp đảm bảo hiệu suất của nhựa nhiệt dẻo trong nhiều ứng dụng. CPVC là một trong những loại nhựa nhiệt dẻo phổ biến nhất được sử dụng trong ngành dầu khí, với “Hệ thống đường ống nhựa nhiệt dẻo ASME NM.1 (Phiên bản mới nhất)” cung cấp các yêu cầu về thiết kế, vật liệu, chế tạo, chế tạo, lắp đặt, kiểm tra, kiểm tra và thử nghiệm hệ thống đường ống áp lực nhựa nhiệt dẻo.

Mã B31 cho đường ống áp lực, cũng do ASME phát triển, bao gồm Đường ống điện, Đường ống khí đốt, Đường ống xử lý, Hệ thống vận chuyển đường ống cho Hydrocacbon lỏng và các chất lỏng khác, Đường ống làm lạnh và các bộ phận truyền nhiệt và Đường ống dịch vụ tòa nhà. ASME B31 trước đây được gọi là ANSI B31.

Sự khác biệt về thành phần hệ thống đường ống nhựa

Mặc dù các nhóm chuyên môn khác nhau đang thử nghiệm và thiết lập các tiêu chuẩn cho việc sử dụng vật liệu ống nhựa nhiệt dẻo trong ngành dầu khí, điều quan trọng cần nhớ là tất cả các vật liệu ống nhựa không được tạo ra như nhau. Ví dụ, một số loại polyetylen (PE), polypropylen (PP) và CPVC hiện có sẵn.

Việc lựa chọn và sử dụng thành công hệ thống đường ống nhựa cho các ứng dụng trong ngành dầu khí đòi hỏi sự hiểu biết về các loại vật liệu khác nhau và yếu tố giữ chuỗi polymer của chúng lại với nhau.

Polyme vô định hình
Các polyme vô định hình như PVC và CPVC dựa vào sự liên kết phân tử của polyme và không có điểm nóng chảy. Loại polymer này được sử dụng dưới nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh, với các phân tử tương đối bất động, không thấm nước và không linh hoạt.

Đường ống công nghiệp CPVC mang lại những lợi thế về hiệu suất khác biệt dựa trên cấu trúc phân tử độc đáo của vật liệu. CPVC khác với PVC ở chỗ khoảng 40% vị trí liên kết trên mạch cacbon chứa đầy các nguyên tử clo, 60% vị trí liên kết còn lại chứa đầy hydro. Các nguyên tử clo bao quanh xương sống carbon CPVC là những nguyên tử lớn có tác dụng bảo vệ chuỗi khỏi bị tấn công.

CPVC

Polyme bán tinh thể
Các polyme bán tinh thể như PP, polyvinylidene fluoride (PVDF) và polyetylen mật độ cao (HDPE) phụ thuộc vào sự kết tinh của polyme. Những loại nhựa này có thể có điểm nóng chảy và được sử dụng trên nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh của chúng. Các phân tử tương đối di động, có tính thấm và linh hoạt vừa phải.

HDPE

Polyme nhiệt rắn
Các polyme nhiệt rắn như ống gia cố bằng sợi thủy tinh (FRP) dựa vào các liên kết ngang và thường yêu cầu một số loại quy trình xử lý, cho phép các liên kết ngang hình thành.

Sự cần thiết phải giảm thiểu sự ăn mòn

Thiệt hại do ăn mòn trong ngành dầu khí là một vấn đề tốn kém và đang diễn ra đối với hệ thống đường ống và có thể dẫn đến thời gian ngừng hoạt động và sửa chữa tốn kém cũng như các vấn đề môi trường nghiêm trọng như rò rỉ và tràn dầu. Ăn mòn xảy ra trong hệ thống sản xuất, xử lý và đường ống dầu khí cũng như bất kỳ quá trình nào liên quan đến nước.

Ví dụ, trong các nhà máy nước, ăn mòn hóa học là do axit và bazơ mạnh được sử dụng để trung hòa độ pH. Ăn mòn vi sinh vật là kết quả của dòng bùn và sự phát triển sinh học trong nước.

Việc khai thác liên tục carbon dioxide và hydrogen sulfide kết hợp với nước trong các giếng và đường ống dẫn dầu khí gây ra sự ăn mòn bên trong hệ thống đường ống kim loại, dẫn đến sự xuống cấp của vật liệu làm giảm độ bền và độ dẻo của hệ thống và có thể dẫn đến thất thoát vật liệu, giảm hoạt động của hệ thống đường ống. độ dày và thậm chí thất bại.

Dù ứng dụng là gì, cách hiệu quả nhất để loại bỏ sự ăn mòn đối với hệ thống đường ống được sử dụng trong ngành dầu khí là thay thế hệ thống kim loại bằng vật liệu không bị ăn mòn, chẳng hạn như đường ống và phụ kiện Corzan CPVC ® . Corzan CPVC trơ với hầu hết các axit, bazơ và muối và mang lại khả năng chống chịu lâu dài, vượt trội đối với các hóa chất ăn mòn, nước biển và nước khử khoáng – ngay cả ở nhiệt độ cao.

Biểu đồ kháng hóa chất Corzan CPVC cung cấp danh sách đầy đủ gồm hơn 400 hóa chất và hợp chất đã được thử nghiệm với Corzan CPVC về khả năng tương thích.

Corzan CPVC có bề mặt bên trong nhẵn và hệ số Hazen Williams C là 150, chỉ số càng cao thì tổn thất ma sát càng thấp. Hệ thống đường ống sẽ duy trì xếp hạng này trong suốt vòng đời của nó so với đường ống thép, có xếp hạng từ 130 đến 140 nhưng có thể giảm khi vật liệu bị rỗ hoặc mòn.

Ngoài ra, Corzan CPVC được thiết kế để đáp ứng nhu cầu chịu nhiệt độ cao và chịu áp suất lâu dài đặc trưng của ngành dầu khí, mang lại độ tin cậy trong suốt vòng đời của hệ thống đường ống.

Khả năng chịu được ánh sáng mặt trời trực tiếp và nhiệt độ khắc nghiệt

Các hệ thống đường ống trong ngành dầu khí thường được lắp đặt một phần hoặc hoàn toàn ngoài trời, khiến chúng phải chịu nhiệt độ khắc nghiệt và ánh nắng trực tiếp. Mặc dù một số loại nhựa nhiệt dẻo có khả năng chống tia cực tím, nhưng tác động của ánh nắng trực tiếp lên các hệ thống khác như vật liệu đường ống PVC hoặc PP có thể khiến áp suất vượt quá định mức. Corzan CPVC chịu được tác động của ánh sáng mặt trời trực tiếp trong điều kiện môi trường xung quanh vượt quá 120°F, như minh họa trong hình sau.

Corzan CPVC kết hợp cacbon đen và titan dioxide, là những chất ngăn chặn tia cực tím tuyệt vời. Các chất phụ gia bảo vệ khung polymer của ống và cho phép nó duy trì khả năng chịu áp lực ngay cả khi tiếp xúc với tia cực tím kéo dài.

Hệ thống đường ống được lắp đặt ngoài trời cũng phải có khả năng chịu được nhiệt bức xạ cực cao vì nhiệt bức xạ kết hợp với nhiệt độ môi trường xung quanh có thể đẩy vật liệu đường ống vượt quá nhiệt độ lệch nhiệt (HDT). Ở 230°F (110°C), vật liệu Corzan CPVC Cell Class 24448 có HDT cao nhất theo tiêu chuẩn ASTM D1784 so với bất kỳ vật liệu CPVC được chứng nhận nào.

Corzan CPVC không có nhiệt độ tối thiểu tuyệt đối để lắp đặt. Tất cả việc lắp đặt ở nhiệt độ thấp dưới 40°F đòi hỏi sự chú ý đặc biệt đến từng chi tiết để tạo ra một hệ thống đường ống đáng tin cậy. CPVC có khả năng hoạt động tốt ở nhiệt độ dưới 40°F. Điều cần thiết là các nhà thiết kế phải hiểu các yêu cầu kỹ thuật và người lắp đặt phải được đào tạo bài bản để đảm bảo việc lắp đặt thành công.

Tính linh hoạt và dễ dàng cài đặt

Corzan CPVC là vật liệu có tính linh hoạt cao, phù hợp với nhiều ứng dụng trong ngành dầu khí, bao gồm nước uống nóng và lạnh (nước trắng), hệ thống xử lý nước và chất thải (nước đen và nước xám), hệ thống khử mặn nước biển, nước biển đường dằn, hệ thống xử lý dằn và xử lý chất thải sử dụng natri hypoclorit, hệ thống phun nước chữa cháy trong các hệ thống lắp đặt nguy hiểm nhẹ cũng như các ứng dụng ngăn xếp và thông hơi.

Ngoài ra, Corzan CPVC còn mang lại nhiều lợi thế khác nhau so với đường ống kim loại liên quan đến lắp đặt và bảo trì. CPVC có trọng lượng nhẹ hơn và dễ điều khiển hơn so với đường ống kim loại nặng, tăng tốc độ lắp đặt và bảo trì, đồng thời giảm căng thẳng và chấn thương cho công nhân. Vật liệu nhẹ hơn cũng loại bỏ nhu cầu sử dụng thiết bị nặng để vận chuyển và nâng đường ống vào đúng vị trí.

Điều quan trọng cần lưu ý là Yêu cầu cơ bản ASME B31.3, Thông số quy trình liên kết (BPS) cung cấp các hướng dẫn liên quan đến chất lượng liên kết và tình trạng của vật liệu liên kết, thiết bị, đồ đạc và công cụ được sử dụng trong quá trình lắp đặt nhựa nhiệt dẻo. Các mối nối sản xuất của dự án chỉ nên được thực hiện bởi các nhà thầu có trình độ.

Hệ thống đường ống mang lại sự an toàn và yên tâm

Corzan CPVC cung cấp một loạt lợi thế về hiệu suất để cải thiện độ tin cậy của hệ thống đường ống trong ngành dầu khí, bao gồm khả năng chống ăn mòn và khả năng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và áp suất cao. Corzan CPVC là công nghệ CPVC được chỉ định nhiều nhất trên thế giới, cung cấp giải pháp thay thế an toàn, bền bỉ và tiết kiệm chi phí cho kim loại cho nhiều ứng dụng.

Hệ thống đường ống Corzan đã được lắp đặt thành công trong các ứng dụng công nghiệp trên toàn thế giới trong gần 60 năm – và đã phục vụ ngành dầu khí trong hơn 20 năm. Liên hệ với chuyên gia kỹ thuật Corzan hoặc một trong những nhà sản xuất đối tác của chúng tôi để biết các hướng dẫn kỹ thuật nhằm chỉ định một hệ thống đường ống an toàn và đáng tin cậy hoặc để lên lịch đánh giá kỹ thuật và đánh giá kỹ thuật về tính phù hợp của quy trình miễn phí.

Thông tin chi tiết cho blog này được lấy một phần từ những thông tin sau:

CPVC vượt trội hơn kim loại khi bảo trì

Corzan có thể chịu nhiệt

Thông số kỹ thuật hệ thống đường ống: Khả năng chịu thời tiết

Những điều bạn cần biết về CPVC và khả năng chịu thời tiết tia cực tím

https://www.corzan.com/blog/a-new-age-for-oil-and-gas-piping-systems