材質:Gr2、Gr5、Gr12(Ti-0.3Mo-0.8Ni)
執行標準: API 620/650、NACE MR0175、ISO 15156、ASTM B861、GB/T 3625-2023
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發布日期: 2024-03-15 17:17:43
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石油用鈦儲罐是專為石油工業設計的鈦或鈦合金容器,用于儲存、處理原油、含硫油氣、酸性介質(如含H?S/CO?的采出水)、化工添加劑等腐蝕性流體。其核心特性是耐受石油工業中復雜的高溫、高壓、高腐蝕性環境。
一、性能特點
1、極端腐蝕防護:
抗H?S應力腐蝕開裂(SCC)和CO?腐蝕,解決碳鋼/不銹鋼在酸性油氣中的失效問題。
在含Cl?的采出水中耐點蝕能力優于鎳基合金(如哈氏合金)。
2、高溫高壓適應性:
工作溫度可達300℃(純鈦),鈦合金(如Ti-6Al-4V)可擴展至450℃。
設計壓力通常≤15MPa,深海油氣場景需考慮外部高壓。
3、抗氫脆性:
鈦在含H?S環境中吸氫傾向低,避免氫致開裂(HIC)風險。
4、輕量化與長壽命:
相比碳鋼+防腐襯里方案,重量減少50%,壽命提升至20年以上。
二、執行標準
1、石油行業標準:
API 620/650(儲罐設計與建造)
NACE MR0175/ISO 15156(抗硫化氫腐蝕材料標準)
2、材料與制造標準:
ASTM B861(石油用鈦管標準)
GB/T 3625-2023(鈦及鈦合金管材)
3、安全規范:
ASME Sec. VIII Div.1(壓力容器)
DNV-OS-F101(海洋工程設備)
四、應用領域
1、海上油氣平臺:
儲存含Cl?和H?S的采出水、化學藥劑(緩蝕劑、甲醇)。
2、煉油與化工廠:
酸性原油中間儲罐、脫硫裝置(胺液儲罐)。
3、油氣輸送:
海底管道終端(PLET)的緩沖儲罐。
4、非常規油氣開發:
頁巖氣壓裂液(高濃度鹽酸)儲罐。
五、制造工藝
1、材料選擇:
Gr2(純鈦):通用耐腐蝕,用于中低溫介質。
Gr5(Ti-6Al-4V):高強度,用于高壓/高溫場景。
Gr12(Ti-0.3Mo-0.8Ni):抗還原性酸腐蝕(如含硫介質)。
2、焊接與成型:
自動TIG焊(背氬保護),避免焊縫氧化;
厚壁罐體采用熱成型(600-800℃),需控制晶粒尺寸。
3、防腐增強:
內壁噴砂處理(Ra≤1.6μm),減少介質附著;
高風險區域覆蓋鈦鈀合金(Gr7)襯層。
4、檢測要求:
100%射線檢測(RT)+ 滲透檢測(PT);
氫含量測試(≤150ppm,ASTM E1447)。
六、與其他石油用鈦設備的對比
設備類型 | 鈦儲罐 | 鈦換熱器 | 鈦盤管 | 鈦冷凝器/蒸發器 |
功能 | 靜態儲存 | 熱量交換 | 加熱/冷卻介質循環 | 相變傳熱 |
結構特點 | 大型罐體,簡單內構件 | 管殼式/板式,密集傳熱面 | 螺旋/蛇形管道 | 多管程+翅片強化 |
壓力要求 | 中壓(≤15MPa) | 高壓(殼程可達30MPa) | 低壓(≤5MPa) | 中低壓(≤10MPa) |
腐蝕風險點 | 罐底沉積區、氣相界面 | 管程湍流腐蝕、縫隙腐蝕 | 彎頭沖蝕 | 冷凝液膜狀腐蝕 |
成本占比 | 材料成本高(60-70%) | 制造成本高(精密加工) | 安裝成本高(空間限制) | 綜合成本高(相變設計) |
七、采購方法與注意事項
1、技術規格確認:
明確介質成分(如H?S濃度、pH值)、操作溫度/壓力曲線,避免鈦在無水鹽酸或發煙硫酸中的活化腐蝕。
2、供應商資質:
要求具備API Q1質量管理體系認證及NACE防腐工程師資質。
3、成本優化策略:
對非接觸介質區域采用鈦-鋼復合板(如基層Q345R+覆層Gr2),降低成本30-40%。
4、運輸與安裝:
鈦儲罐需單獨包裝,避免與碳鋼接觸導致鐵離子污染;
安裝時使用鈦制螺栓(ASTM B381)防止電偶腐蝕。
5、驗收與維保:
按API 598進行氣密性試驗,保壓時間≥30分鐘;
定期檢查罐壁氫滲透(超聲波測厚+氫探頭監測)。
八、關鍵風險與應對
1、氫脆風險:
在含H?S環境中,鈦表面可能生成TiH?脆性層。需控制介質溫度<80℃并添加緩蝕劑(如硫代硫酸鈉)。
2、電偶腐蝕:
避免與銅、鎳合金直接連接,采用絕緣墊片(PTFE)隔離。
石油用鈦儲罐在酸性油氣田、深海開發等場景中具有不可替代性,但需針對具體工況優化選材與設計。采購時應重點關注供應商的石油行業經驗及抗硫腐蝕技術積累,同時通過復合結構降低成本。與鈦換熱器等動態設備相比,儲罐更注重長期靜態耐蝕性,需在全生命周期內監測氫滲透和局部腐蝕。
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