صنعت پتروشیمی مجموعه‌ای از صنایع نفت و گاز و تولید مواد شیمیایی و نیروگاهی به شمار می‌رود که از آن به عنوان بزرگ‌ترین مصرف کننده فولاد آلیاژی در کشور نام می‌برند. فولاد آلیاژی نوعی ترکیب آهن و کربن است که به کمک یک یا چند ترکیب آلیاژی برخی از ویژگی‌های آن مانند استحکام، حرارت پذیری، مقاومت در برابر خوردگی و ... افزایش می‌یابد. حال اینکه صنایع مرتبط با پتروشیمی با فشار، حرارت و خوردگی گره خورده‌اند و این موارد مرتبط کننده فولاد آلیاژی با صنعت پتروشیمی محسوب می‌شود. با توجه به گستردگی صنعت پتروشیمی می‌توان عنوان کرد که تمام اشکال فولاد آلیاژی از میلگرد آلیاژی گرفته تا لوله و ورق آلیاژی در این صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند. تنوع فولاد آلیاژی نیز با توجه به گستردگی کاربرد آن، بسیار بالا است و از این رو به عنوان نمونه نوسانات قیمت فولاد CK45 و قیمت فولاد Mo40 و فولاد ST37 از جمله مواردی است که مرتبط با صنعت پتروشیمی در بازار شناخته می‌شوند. در این مقاله به تأثیر فولاد آلیاژی در صنعت پتروشیمی و میزان تاثیرگذاری آن بر بهره وری این صنعت می‌پردازیم.

ارتباط صنعت پتروشیمی و فولاد آلیاژی

صنایع پتروشیمی به مجموعه‌ای از فعالیت‌هایی اطلاق می‌شود که با حفاری، فرآوری و تولید نفت و فرآورده‌های نفتی و گازی مرتبط است. در تمامی این موارد ما با یک محصول پرانرژی و پرفشار و خورنده به نام نفت و گاز روبرو هستیم. هم‌چنین اسیدها و خورنده‌هایی نظیر گوگرد و سولفید هیدروژن و هم‌چنین دمای بالای 1100 درجه فارنهایت باعث شده که فولاد معمولی نتواند در چنین فضایی دوام بیاورد؛ بنابراین این صنعت به فولادی نیاز دارد که مقاوم‌تر و مستحکم‌تر از فولاد معمولی باشد که از آن به عنوان فولاد آلیاژی یاد می‌کنند. فولاد آلیاژی را از ترکیب فولاد با عناصر آلیاژی نظیر مولیبدن، کلمبیوم، نیکل، کبالت، مس، تیتانیوم، سیلیکون، کروم، تنگستن، وانادیم و آلومینیوم تولید می‌کنند؛ مانند فولاد CK45 با ترکیب عناصر آلیاژی سیلیسیوم و منگنز و فولاد MO40 که ترکیبی از کروم و مولیبدن است.

هر یک از این آلیاژها بر یک ویژگی خاص فولاد مانند میزان سختی و چقرمگی، میزان مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی، جوش پذیری و شکل‌پذیری و غیره تأثیر می‌گذارند. ازاین رو با توجه به نوع عنصر و درصد اختلاط، فولاد آلیاژی دارای گریدها و استانداردهای مختلفی است. فولاد آلیاژی در بخش‌های مختلفی از پتروشیمی نظیر حفاری، تولید و ذخیره‌سازی به عنوان انواع پکیج‌ها، تجهیزات مکانیکی، مخازن، تجهیزات انتقال، اسکیدها و ... مورد استفاده قرار می‌گیرند. به دلیل امنیت و حساسیت صنعت پتروشیمی این محصولات تحت استانداردهای بسیار ویژه و کیفیت بالا تولید و عرضه می‌شوند. در ادامه نحوه تأثیر فولاد آلیاژی در هر بخش از صنعت پتروشیمی شامل استخراج، نگهداری و انتقال به طور جداگانه بررسی می‌کنیم:

1. فولاد آلیاژی مناسب برای بخش حفاری و اکتشاف در صنعت پتروشیمی

برای ساخت مته‌های حفاری به فولادهای آلیاژی با ویژگی سختی بالا نیاز است تا بتواند با شکافتن زمین لوله‌های انتقال را به عمق زمین فرو ببرد. انواع فولاد آلیاژی تنگستن دار و هم‌چنین فولاد آلیاژی ck45 و MO40 از جمله پرکاربردترین گریدها در ساخت شافت ها، غلتک‌های صنعتی، پیچ‌های مقاوم، دستگاه‌های سنگ شکن، میله‌های اتصال و ساخت مته‌های حفاری مورد استفاده در صنعت پتروشیمی به شمار می‌روند.

1. فولاد آلیاژی مناسب برای بخش ذخیره‌سازی در صنعت پتروشیمی

نگهداری مواد اولیه مورد نیاز پالایشگاه‌ها برای انجام فرایندهای میانی و پایانی از بخش‌های اصلی روند تولید در صنعت پتروشیمی به شمار می‌رود. از این رو ذخیره‌سازی مواد شیمیایی و نفت در صنعت پتروشیمی یکی از بخش‌های مهمی است که در آن فولاد آلیاژی و به ویژه به شکل ورق‌های فولادی استفاده می‌کنند. قسمت ذخیره سازی ساخت انواع مخازن و دستگاه‌های مورد استفاده در ذخیره‌سازی مایعات، گاز و مواد شیمیایی مورد استفاده را شامل می‌شود. ورق A516، ورق A285، ورق‌های فولادی A537 و ورق‌های استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ و ورق اسید شویی از جمله محصولات مورد استفاده در بخش ذخیره‌سازی و ساخت مخزن به شمار می‌روند. هریک از این آلیاژها با توجه به مشخصات ماده ذخیره شده از نظر خورندگی ترکیب مواد نگهداری شده، فشار و دمای موجود مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان نمونه ورق فولاد آلیاژی ۳۰6 با ترکیب ۱۸ درصد کروم، ۸ درصد نیکل و ۲ یا ۳ درصد مولیبدن می‌تواند در برابر انواع اسیدهای خورنده مانند هیدروکلریک اسید، سولفوریک اسید، فرمیک اسید، استیک اسید، اسید کلریدی و... مقاومت کند. در نتیجه از این آلیاژ در ذخیره‌سازی و بخش حمل و نقل مواد شیمیایی بسیار استفاده می‌کنند؛ بنابراین بررسی ویژگی آلیاژ مخازن پتروشیمی قبل از خرید بسیار قابل اهمیت است. در صورت نیاز به کسب هرگونه اطلاعات در این زمینه می‌توانید با کارشناسان فولادسازان راه ابریشم تماس بگیرید یا به سایت فولادینو مراجعه کنید.

1. فولاد آلیاژی مناسب برای بخش انتقال در صنعت پتروشیمی

برای انتقال سیالاتی نظیر نفت و مواد شیمیایی در صنعت پتروشیمی به لوله‌های نیاز است که بتواند در برابر فشار و خورندگی این مواد مقاوم بوده و هم‌چنین روند انتقال این مواد را به سهولت انجام دهد. انواع لوله ASTM مهم‌ترین گرید در صنایع نفت و گاز است که گریدهای زیر را شامل می‌شود:

• لوله‌های گرید ASTM A53، A106، A333 و API 5Lکه به عنوان پرکاربردترین فولادهای آلیاژی در صنعت پتروشیمی و برای انتقال مواد در دمای بالا و پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• لوله‌های ASTM A335 از گرید P5 الی P91 با ترکیبی از آلیاژ کروم- مولیبدن که در کاربردهای با دما و فشار بالا استفاده می‌شوند.
• انواع لوله ضد زنگ ASTM A312 سری 300 و 400 در گریدهای 304، 316، 321، 347
• انواع لوله‌های دارای سایر آلیاژها مانند نیکل و غیره

بهترین مزایای فولاد آلیاژی مرتبط با صنعت پتروشیمی

از مزایای فولاد آلیاژی که آن را به یک محصول مهم در صنعت پتروشیمی تبدیل می‌کند، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سختی‌ و چقرمگی بالا
• مقاومت در برابر اسیدها و مواد کلرایدی
• مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی
• مقاومت در برابر دما و فشار بالا و پایین
• بالا بودن مقاومت سایشی و خواص مغناطیسی
• دوام و پایداری بالا

البته به عنوان معایب فولاد آلیاژی نیز می‌توان به قابلیت شکل‌پذیری و ماشین‌کاری پایین و عدم جوش‌پذیری بالا اشاره کرد.

سخن پایانی

می‌توان عنوان کرد که صنعت پتروشیمی برای توسعه و افزایش بهره وری به فولاد آلیاژی وابستگی کاملی دارد چرا که این محصول در تمام مراحل صنعت پتروشیمی مانند حفاری و اکتشاف، تولید و فراوری، ذخیره و حمل‌ونقل کاربرد دارد. فولاد کروم_مولیبدن، فولاد نیکل_مولیبدن، فولاد آلیاژی کروم دار، فولاد آلیاژی تنگستن دار، فولاد آلیاژی نیکل دار، فولاد آلیاژی مولیبدن دار و ... از جمله مهم‌ترین ترکیبات فولاد آلیاژی مورد استفاده در صنعت پتروشیمی به شمار می‌روند.