Ngành công nghiệp sản xuất dầu khí đặt ra những yêu cầu to lớn đối với các hệ thống đường ống của nó, với các ứng dụng trên bờ và ngoài khơi chịu tác động của hóa chất khắc nghiệt, môi trường nước mặn ăn mòn, nhiệt độ thấp, cao và 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 (CPVC) không có đủ lịch sử trong ngành dầu khí để các kỹ sư xác định chúng.

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

Mã B31 cho đường ống áp lực, cũng do ASME phát triển, bao gồm Đường ống điện, Đường ống dẫn khí nhiên liệu, Đường ống xử lý, Hệ thống vận chuyển đường ống cho hydrocacbon lỏng và chất lỏng khác, Thành phần đường ống lạnh và truyền nhiệt và Đường ống dịch vụ xây dựng. ASME B31 trước đó được gọi là ANSI B31.

Sự khác biệt trong thành phần hệ thống đường ống nhựa

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

Việc lựa chọn và sử dụng thành công một 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 những gì giữ các chuỗi polyme của chúng lại với nhau.

Polyme vô định hình

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 xương sống cacbon chứa đầy nguyên tử clo, với 60% vị trí có sẵn còn lại chứa đầy hydro. Các nguyên tử clo bao quanh xương sống carbon CPVC là những nguyên tử lớn bảo vệ chuỗi khỏi bị tấn công.

CPVC

Polyme bán tinh thể

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

HDPE

Polyme nhiệt rắn

Các polyme nhiệt rắn như ống gia cố bằng sợi thủy tinh (FRP) dựa vào các liên kết chéo và thường yêu cầu một số loại quy trình xử lý, cho phép các liên kết chéo 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 các 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 xả và tràn. Ăn mòn xảy ra trong các hệ thống sản xuất, chế biến và đường ống dẫn dầu và khí đốt, và 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 pH. Sự ăn mòn của vi sinh vật do các dòng bùn và sự phát triển sinh học trong nước.

Quá trình khai thác carbon dioxide và hydrogen sulfide kết hợp với nước trong các giếng và đường ống dẫn dầu và khí đốt gây ra ăn mòn bên trong hệ thống đường ống kim loại, dẫn đến sự suy thoái vật liệu làm giảm độ bền và độ dẻo của hệ thống và có thể dẫn đến mất vật liệu, giảm hệ thống đường ống độ dày và thậm chí hỏng hóc.

Dù là ứng dụng nào, 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 hóa chất ăn mòn, nước biển và nước khử khoáng – ngay cả ở nhiệt độ cao.

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

Corzan CPVC có bề mặt bên trong nhẵn và Hệ số C của Hazen Williams là 150, với xếp hạng càng cao thì tổn thất ma sát càng thấp. Hệ thống đường ống sẽ giữ nguyên 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 cao và chịu áp lực 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 nắng trực tiếp và nhiệt độ khắc nghiệt

Các hệ thống đường ống trong ngành dầu khí thường được lắp đặt một phần hoặc toàn bộ ngoài trời, tiếp xúc với nhiệt độ khắc nghiệt và ánh nắng trực tiếp. Trong khi một số loại nhựa nhiệt dẻo có khả năng chống tia cực tím, tác động của ánh sáng mặt trời trực tiếp lên các hệ thống khác như vật liệu đường ống PVC hoặc PP có thể làm vượt quá định mức áp suất. Corzan CPVC chịu được tác động của ánh sáng mặt trời trực tiếp trong điều kiện môi trường xung quanh vượt quá 120 ° F ~ 48.8889 ° C, như được minh họa trong hình sau.

Corzan CPVC kết hợp carbon đen và titanium dioxide, là những chất ngăn chặn tia cực tím tuyệt vời. Các chất phụ gia bảo vệ xương sống bằng polyme của đường ống và cho phép nó duy trì khả năng chịu áp lực ngay cả sau khi tiếp xúc lâu với tia cực tím.

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

Corzan CPVC không có nhiệt độ tối thiểu tuyệt đối để lắp đặt. Tất cả các cài đặt ở nhiệt độ thấp dưới 40 ° F đều yêu cầu 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 dưới 40 ° F. Điều cần thiết là các nhà thiết kế phải hiểu các yêu cầu kỹ thuật và những người lắp đặt được đào tạo thích hợp để đảm bảo cài đặt thành công.

Tính linh hoạt và cài đặt dễ dàng

Corzan CPVC là vật liệu đa dụng 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 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 khu vực đám cháy mức nguy hiểm nhẹ và các ứng dụng thông hơi.

Ngoài ra, Corzan CPVC cung cấp nhiều ưu điểm khác nhau so với đường ống kim loại liên quan đến việc lắp đặt và bảo trì. CPVC có trọng lượng nhẹ hơn và dễ điều động vận chuyển hơn so với đường ống kim loại nặng, tăng tốc độ lắp đặt và bảo trì, đồng thời giảm chấn thương cho công nhân. Vật liệu nhẹ hơn cũng giúp loại bỏ sự cần thiết của các thiết bị nặng để vận chuyển và cẩu đường ống vào đúng vị trí.

Điều quan trọng cần lưu ý là các Yêu cầu Cơ bản của ASME B31.3, Đặc điểm kỹ thuật về thủ tục 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 dụng cụ được sử dụng trong quá trình lắp đặt nhựa nhiệt dẻo. Các mối nối sản xuất dự án chỉ nên được thực hiện bởi các thợ liên kết đủ tiêu chuẩn.

Hệ thống đường ống cho sự an toàn và yên tâm

Corzan CPVC cung cấp một loạt các ưu điểm 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 một giải pháp thay thế an toàn, bền và hiệu quả về chi phí cho kim loại cho một loạt các 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 công nghiệp dầu khí hơn 20 năm. Hãy liên hệ với chuyên gia kỹ thuật của 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 xem xét tính phù hợp của quy trình và đánh giá kỹ thuật.

Thông tin chi tiết cho blog này, một phần, từ những điều sau:

https://www.corzan.com/blog/cpvc-outperforms-metal-when-it-comes-to-maintenance

https://www.corzan.com/blog/corzan-cpvc-can-take-the-heat

https://www.corzan.com/en-us/piping-systems/specification/weatherability

https://www.corzan.com/blog/what-you-need-to-know-about-cpvc-and-uv-weatherability