новости компании о Роль фланцев в улавливании углерода и зеленой экономике

Поскольку мир быстро переходит к зеленой экономике, скромный металлический фланец оказывается на передовой климатических технологий, играя важную роль в новых системах, таких как улавливание, утилизация и хранение углерода (CCUS). Эти технологии имеют решающее значение для смягчения последствий изменения климата, и их сложные условия эксплуатации ставят новые и конкретные задачи перед фланцами, расширяя границы материаловедения и проектирования.

CCUS включает в себя улавливание выбросов двуокиси углерода (CO2​) из промышленных источников (например, электростанций, сталелитейных заводов или цементных заводов), транспортировку газа и либо его использование для промышленных процессов, либо закачку глубоко под землю для долгосрочного хранения.

Требования к фланцам в CCUS:

1. Коррозия от влажного $C{O}^2$:

   • Когда CO2​ смешивается с водой, образуется угольная кислота, которая вызывает коррозию многих распространенных марок стали. Для фланцев на этапах улавливания и сжатия, где CO2​ часто влажный, необходимо выбирать материалы, устойчивые к этой коррозии угольной кислотой. Часто рассматриваются более высокие марки углеродистой стали с ингибиторами коррозии или нержавеющие стали.

2. Высокое давление для транспортировки:

   • Для эффективной транспортировки на большие расстояния по трубопроводу уловленный CO2​ сжимается до сверхкритического состояния, где он ведет себя как плотная жидкость. Это требует чрезвычайно высокого давления, часто превышающего 1000 фунтов на квадратный дюйм, а иногда достигающего тысяч фунтов на квадратный дюйм. Фланцы должны быть рассчитаны на выдерживание этого давления, что часто требует рейтинга Class 600 или выше.

3. Низкие температуры для сжижения:

   • В некоторых случаях CO2​ транспортируется в виде криогенной жидкости. Фланцы для этой службы должны быть изготовлены из материалов, которые сохраняют свою прочность и устойчивы к хрупкому разрушению при очень низких температурах (например, A350 LF2/LF3 или аустенитные нержавеющие стали).

4. Целостность фланца для удержания:

   • Основная цель системы CCUS - безопасное удержание CO2​. Утечка фланца является сбоем в этой миссии, приводящим к потере уловленного углерода и компрометации всего процесса. Фланцы и их прокладки должны обеспечивать исключительно плотное и долговечное уплотнение, особенно учитывая меньший размер молекул CO2​ по сравнению с жидкостями.

5. Совместимость материалов с примесями:

   • Уловленный CO2​ часто не чистый; он может содержать следовые количества других газов (например, H2​S, NOx​, SO2​), которые могут быть очень коррозионными. Фланцы должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать этот коктейль агрессивных химических веществ.

Специализированные решения для фланцев для CCUS:

• Приварные фланцы: Учитывая критичность и высокое давление в эксплуатации, приварные фланцы являются предпочтительным выбором из-за их превосходной целостности.

• Фланцы с кольцевым уплотнением (RTJ): Для наиболее критичных участков высокого давления используются фланцы RTJ с металлическим уплотнением для обеспечения максимального удержания и устойчивости к выдуванию.

• Коррозионностойкие материалы: Фланцы могут быть изготовлены из дуплексной нержавеющей стали или даже коррозионностойких легированных сталей для определенных частей процесса.

• Тщательный контроль: Вся система, включая каждое фланцевое соединение, проходит тщательный контроль (например, неразрушающий контроль, гидростатические/пневматические испытания) для обеспечения герметичности перед вводом в эксплуатацию.

Роль металлических фланцев в CCUS является ярким примером того, как, казалось бы, обычный компонент может быть перепрофилирован для удовлетворения потребностей новой и важной технологии. Они являются тихими, надежными соединениями, которые обеспечивают безопасную транспортировку и хранение углерода, что делает их неотъемлемой частью инженерной основы нашего устойчивого будущего.