در طراحی و ساخت تجهیزات پالایشگاهی مانند برج تقطیر، مبدل حرارتی، مخازن ذخیره و راکتورها، انتخاب ورق مناسب برای تجهیزات پالایشگاهی نقشی حیاتی دارد. این ورق‌ها باید در برابر دماهای بالا، فشار زیاد و محیط‌های خورنده مقاومت کافی داشته باشند.

ورق‌های فولادی آلیاژی، ورق‌های استنلس استیل و ورق‌های مقاوم در برابر حرارت از جمله گزینه‌های متداول هستند. نوع ورق مورد استفاده معمولاً بر اساس محل کاربرد و نوع سیال عبوری انتخاب می‌شود.

اهمیت انتخاب ورق مناسب در صنایع پالایشگاهی

انتخاب ورق مناسب برای تجهیزات پالایشگاهی نه‌تنها به افزایش عمر مفید تجهیزات کمک می‌کند، بلکه از بروز حوادث صنعتی و هزینه‌های تعمیر و توقف تولید جلوگیری می‌نماید.
در فرآیندهای پالایش نفت و گاز، تجهیزات به‌طور مداوم در معرض سیالات اسیدی، هیدروکربن‌ها و بخارات داغ قرار دارند. در چنین شرایطی، حتی یک انتخاب اشتباه در نوع ورق می‌تواند موجب ترک، نشتی یا شکست تجهیزات شود.

به طور کلی، انتخاب ورق باید بر اساس معیارهای زیر انجام گیرد:

• مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی
• تحمل دمای بالا
• استحکام مکانیکی مناسب
• قابلیت جوش‌پذیری و شکل‌دهی

چالش‌های محیطی: دما، فشار، خوردگی و ارتعاشات

تجهیزات پالایشگاهی در محیط‌هایی فعالیت می‌کنند که از نظر دما، فشار و ترکیب شیمیایی بسیار سخت و متغیر هستند. بنابراین، ورق مناسب برای تجهیزات پالایشگاهی باید ویژگی‌هایی داشته باشد که در برابر این چالش‌ها پایداری خود را حفظ کند.

برای مثال، در واحدهای گوگردزدایی که محیط اسیدی دارند، استفاده از ورق استنلس استیل 316L یا ورق دوپلکس (Duplex) بهترین گزینه است.

استانداردهای بین‌المللی حاکم بر تجهیزات پالایشگاهی (ASME, API)

در ساخت تجهیزات پالایشگاهی، رعایت استانداردهای بین‌المللی مانند ASME (American Society of Mechanical Engineers) و API (American Petroleum Institute) الزامی است. این استانداردها نوع ورق، ضخامت، ترکیب شیمیایی و روش‌های جوشکاری را تعیین می‌کنند تا ایمنی و دوام تجهیزات تضمین شود.

رعایت این استانداردها باعث می‌شود ورق مناسب برای تجهیزات پالایشگاهی با اطمینان از کیفیت و دوام بالا انتخاب شود و خطرات ناشی از خرابی تجهیزات به حداقل برسد.

بخش اول: برج‌های تقطیر (Distillation Columns)

1.1 شرایط کاری برج تقطیر

برج‌های تقطیر در پالایشگاه‌ها با دمای عملیاتی بین ۱۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد روبرو هستند. این محدوده دمایی، مواد را به چالش می‌کشد و نیاز به ورق‌هایی با مقاومت حرارتی بالا دارد. فشار داخلی برج می‌تواند تا چند صد psi برسد، در حالی که فشار خارجی محیطی نیز بر طراحی تأثیرگذار است. علاوه بر این، تماس مداوم با فرآورده‌های نفتی و گازهای خورنده مانند هیدروژن سولفید، خطر خوردگی را افزایش می‌دهد و انتخاب ورق ضدخوردگی را ضروری می‌سازد.

1.2 ورق‌های پیشنهادی برای برج‌های تقطیر

برای بدنه اصلی برج تقطیر، ورق A516 GR70 استانداردی ایده‌آل است. این ورق کربنی با مقاومت بالا و مناسب دماهای متوسط، برای سرویس‌های تحت فشار متوسط و پایین‌تر طراحی شده و در تجهیزات پالایشگاهی مانند برج‌های تقطیر کاربرد گسترده‌ای دارد. ویژگی‌های آن شامل استحکام کششی بالا و جوش‌پذیری عالی است که ایمنی را تضمین می‌کند.

برای برج‌های تحت فشار و دمای بالا، ورق‌های A537 Class 1 و 2 گزینه‌های برتری هستند. Class 1 با عملیات نرمالایزینگ، برای فشارهای متوسط مناسب است، در حالی که Class 2 با کوئنچ و تمپرینگ، استحکام ۲۰ درصدی بیشتری ارائه می‌دهد و برای شرایط شدید ایده‌آل است. این ورق‌ها در ساختارهای جوشی تحت فشار، مانند برج‌های تقطیر، عملکردی برتر دارند.

در مقایسه برندهای ایرانی، برای برج‌های سنگین، ورق اکسین اهواز مناسب‌تر است. اکسین در تولید ورق‌های ضخیم (بالای ۴۰ میلی‌متر) کیفیت بالاتری نسبت به مبارکه دارد، با تست‌های کشش و ضربه‌ای برتر، در حالی که مبارکه برای ضخامت‌های نازک‌تر برتری دارد. این انتخاب بر اساس نیاز به دوام در بارهای سنگین صورت می‌گیرد.

1.3 ضخامت و ابعاد مورد نیاز

ضخامت ورق بر اساس فشار طراحی محاسبه می‌شود و استاندارد ASME Section VIII Division 1 راهنمایی می‌کند. فرمول کلی شامل فشار (P)، قطر (D) و استحکام مجاز (S) است: t = P × D / (2 × S × E – 2 × P × Y)، که t ضخامت حداقل را تعیین می‌کند. فشار طراحی معمولاً ۱۰ تا ۲۵ درصد بیش از فشار عملیاتی است تا حاشیه ایمنی فراهم شود.

برای برج‌های بلند، ورق‌های ضخیم ۴۰ تا ۸۰ میلی‌متر توصیه می‌شود. این ابعاد، استحکام ساختاری را در برابر بارهای طولی و جانبی تضمین کرده و از تغییر شکل جلوگیری می‌کند. طول ورق‌ها اغلب ۶ تا ۱۲ متر و عرض ۲ تا ۳ متر است تا مونتاژ آسان‌تر شود.

بخش دوم: کوره‌ها و بخش حرارتی (Furnaces)

2.1 شرایط دمای بالا و تنش حرارتی

کوره‌های پالایشگاهی با دماهای عملیاتی ۵۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد روبرو هستند، که این محدوده، مواد را در معرض تنش حرارتی شدید قرار می‌دهد. مقاومت در برابر این دماها، کلید عملکرد ایمن است و ورق‌ها باید تحمل سیکل‌های گرمایش و سرمایش مکرر را داشته باشند.

جلوگیری از تغییر شکل و خزش (creep) یکی از چالش‌های اصلی است. خزش، تغییر شکل تدریجی تحت تنش مداوم و دما، از حدود ۴۰ درصد دمای ذوب فولاد آغاز می‌شود و می‌تواند منجر به نازک شدن دیواره‌ها و شکست شود. انتخاب ورق‌های با آلیاژ مناسب، این ریسک را به حداقل می‌رساند.

2.2 ورق‌های مقاوم حرارتی

ورق ۱۷MN4 ، یک فولاد آلیاژی کم‌کربن، برای دیواره‌های کوره‌ها مناسب است. این ورق مقاومت بالایی در برابر فشار، دمای بالا و بخار آب دارد و در صنایع نفت، گاز و پالایشگاهی برای ساخت تجهیزات حرارتی مانند دیگ‌های بخار و مخازن تحت فشار کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده است.

ورق ST52 ، با استحکام کششی ۴۹۰ تا ۶۳۰ نیوتن بر میلی‌متر مربع، برای سازه‌های نگهدارنده و اسکلت کوره ایده‌آل است. این ورق کربنی آلیاژی، در برابر سایش، ضربه و تنش‌های ساختاری مقاوم بوده و در تجهیزات پالایشگاهی مانند استراکچرها و تانک‌های ذخیره‌سازی استفاده می‌شود.

عملیات حرارتی، مانند آنیل کردن، نرمالایزینگ و تمپر کردن، نقش کلیدی در افزایش دوام ورق‌های مقاوم حرارتی ایفا می‌کند. این فرآیندها ساختار داخلی فولاد را بهبود بخشیده، مقاومت به خزش را افزایش می‌دهند و عمر تجهیزات را در شرایط دمایی شدید تا چندین برابر طولانی می‌کنند.

بخش سوم: مبدل‌های حرارتی (Heat Exchangers)

3.1 انواع مبدل‌های حرارتی

مبدل‌های پوسته و لوله (Shell & Tube) رایج‌ترین نوع در پالایشگاه‌ها هستند و برای انتقال حرارت بین سیالات با فشار و دمای متفاوت طراحی شده‌اند. این مبدل‌ها ساختار ساده‌ای دارند و برای حجم‌های بالا مناسب‌اند.

مبدل‌های صفحه‌ای (Plate Heat Exchanger) با صفحات نازک و موج‌دار، انتقال حرارت بهینه‌تری ارائه می‌دهند و فضای کمتری اشغال می‌کنند. این نوع برای سیالات با ویسکوزیته پایین و تمیز ایده‌آل است و نگهداری آسان‌تری دارد.

مبدل‌های هوایی (Air Cooler) از هوا به عنوان خنک‌کننده استفاده می‌کنند و در محیط‌های باز، برای خنک‌سازی سیالات نفتی بدون نیاز به آب مناسب‌اند. این مبدل‌ها در شرایط آب و هوایی گرم، کارایی بالایی نشان می‌دهند.

3.2 ورق‌های مناسب برای هر نوع مبدل‌های حرارتی

ورق A283 GRC، یک فولاد کربنی ملایم، برای پوسته مبدل‌های فشار پایین مناسب است. این ورق با استحکام متوسط و جوش‌پذیری خوب، هزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه ارائه می‌دهد و در مبدل‌های پوسته و لوله با فشار عملیاتی زیر ۲۰۰ psi کاربرد دارد.

ورق A516 GR70 برای مبدل‌های فشار متوسط و بالا، مانند انواع پوسته و لوله یا صفحه‌ای، گزینه‌ای استاندارد است. این ورق با مقاومت کششی ۷۰ ksi، تحمل دما و فشار را تضمین کرده و در تجهیزات پالایشگاهی تحت بارهای سنگین عملکردی پایدار دارد.

ورق ST37، فولاد ساختمانی نرم، برای صفحات جانبی و نگهدارنده در مبدل‌های هوایی یا صفحه‌ای استفاده می‌شود. این ورق انعطاف‌پذیری بالایی داشته و برای ساختارهای حمایتی که نیاز به شکل‌پذیری دارند، ایده‌آل است.

3.3 مقاومت در برابر خوردگی

ترکیب شیمیایی ورق، مانند درصد کربن، منگنز و عناصر آلیاژی، نقش اصلی در مقاومت به خوردگی ایفا می‌کند. ورق‌های با محتوای کم کربن و افزودن کروم یا نیکل، لایه اکسیدی محافظ تشکیل داده و از حمله اسیدهای نفتی جلوگیری می‌کنند.

در موارد خاص، مانند تماس با سیالات خورنده شدید، استفاده از لاینر (پوشش داخلی) مانند اپوکسی یا آلیاژهای خاص توصیه می‌شود. این پوشش‌ها، لایه‌ای محافظ بر ورق اصلی ایجاد کرده و عمر مبدل را بدون تغییر در ساختار اصلی افزایش می‌دهند.

بخش چهارم: مخازن ذخیره فرآورده‌ها (Storage Tanks)

4.1 مخازن تحت فشار (Pressure Vessels)

مخازن تحت فشار در پالایشگاه‌ها برای ذخیره مایعات یا گازهای فشرده تحت شرایط عملیاتی سخت استفاده می‌شوند. این مخازن نیاز به ورق‌هایی با استحکام بالا و مقاومت به خستگی دارند تا ایمنی را تضمین کنند.

ورق A516 GR70 گزینه استانداردی برای مخازن افقی و عمودی است. این ورق کربنی با استحکام کششی ۷۰ ksi و جوش‌پذیری عالی، مناسب دماهای متوسط و سرویس‌های تحت فشار متوسط بوده و در ساخت tanks ذخیره فرآورده‌های نفتی کاربرد گسترده‌ای دارد.

ورق A537، به ویژه کلاس ۱ و ۲، برای مخازن با فشار بالا و دمای پایین مناسب است. این ورق آلیاژی با عملیات حرارتی نرمالایزینگ یا کوئنچ و تمپر، مقاومت به ضربه در سرما را افزایش داده و برای شرایط شدید مانند ذخیره گازهای مایع ایده‌آل است.

4.2 مخازن اتمسفریک (بدون فشار)

مخازن اتمسفریک برای ذخیره حجم بالای فرآورده‌های نفتی در فشار جوی طراحی شده‌اند و بر هزینه و دوام تمرکز دارند. این مخازن اغلب برای نفت خام یا محصولات نهایی استفاده می‌شوند.

ورق‌ ST37 و A283 GRC اقتصادی‌ترین گزینه برای مخازن بزرگ هستند. ST37، فولاد ساختمانی نرم، انعطاف‌پذیری بالایی برای دیواره‌های اصلی ارائه می‌دهد، در حالی که A283 GRC با استحکام متوسط و هزینه پایین، برای ساختارهای حمایتی و tanks حجیم مناسب است.

محاسبه ضخامت بر اساس ارتفاع مایع، طبق استاندارد API 650، انجام می‌شود. فرمول کلی شامل t = (H * ρ * g) / (۲ * S) + CA است، که H ارتفاع مایع، ρ چگالی، g شتاب گرانش، S استحکام مجاز و CA حاشیه خوردگی را در نظر می‌گیرد تا فشار هیدرواستاتیک را تحمل کند.

بخش پنجم: تجهیزات جانبی و اتصالات (Auxiliary Equipment and Fittings)

5.1 فلنج‌ها و اتصالات لوله‌ای

فلنج‌ها و اتصالات لوله‌ای در پالایشگاه‌ها برای اتصال ایمن لوله‌ها و تجهیزات تحت فشار و دما استفاده می‌شوند. این اجزا باید تحمل ارتعاش و سیکل‌های عملیاتی مکرر را داشته باشند تا نشتی ایجاد نشود.

ورق Ck45 ، فولاد آلیاژی متوسط کربن با استحکام کششی ۶۰۰ تا ۸۵۰ MPa، برای فلنج‌های مقاوم و شافت‌های پمپ مناسب است. این ورق سختی بالا و مقاومت به سایش ارائه می‌دهد و در اتصالات متحرک پمپ‌های نفتی کاربرد گسترده‌ای دارد.

ورق ST52 برای اتصالات تحت فشار ایده‌آل است. با استحکام ۴۹۰ تا ۶۳۰ MPa و قابلیت جوشکاری عالی، این ورق آلیاژی در فلنج‌های فشار بالا و اتصالات لوله‌ای مقاوم بوده و دوام ساختاری را در شرایط عملیاتی شدید تضمین می‌کند.

5.2 سکوها و سازه‌های نگهدارنده

سکوها و سازه‌های نگهدارنده در پالایشگاه‌ها برای دسترسی ایمن به تجهیزات و حمایت از بارهای سنگین طراحی شده‌اند. این سازه‌ها باید در برابر باد، ارتعاش و بارهای دینامیکی مقاوم باشند.

ورق ST37 ، فولاد ساختمانی نرم با انعطاف‌پذیری بالا، برای اسکلت فلزی و سکوهای دسترسی مناسب است. این ورق اقتصادی بوده و برای ساختارهای غیرفشاری مانند پلتفرم‌های نگهداری، وزن سبک و جوش‌پذیری خوبی ارائه می‌دهد.

محاسبه بار و انتخاب ضخامت مناسب بر اساس استاندارد AISC یا Eurocode انجام می‌شود. بار مرده (وزن سازه) و بار زنده (کارگران و تجهیزات) جمع زده شده و با ضریب ایمنی ۱.۵ تا ۲ ضرب می‌شود؛ سپس ضخامت t = √(M / (f * b)) محاسبه می‌گردد، که M ممان خمشی، f تنش مجاز و b عرض ورق است، تا تغییر شکل بیش از حد جلوگیری شود.

آلیاژ مارکت؛ تامین‌کننده تخصصی ورق مناسب برای تجهیزات پالایشگاهی

اگر به دنبال ورق مناسب برای تجهیزات پالایشگاهی با کیفیت بالا، قیمت رقابتی و تحویل سریع هستید، آلیاژ مارکت بهترین انتخاب شماست.
این مجموعه با سال‌ها تجربه در تأمین ورق‌های آلیاژی، استنلس استیل، کروم مولیبدن و دوپلکس، آماده همکاری با صنایع نفت، گاز و پتروشیمی در سراسر کشور است.

مزایای همکاری با آلیاژ مارکت:

• تامین انواع ورق آلیاژی مطابق استانداردهای ASME و API

• تضمین اصالت کالا و ارائه گواهی متالورژیکی معتبر

• مشاوره فنی تخصصی برای انتخاب ورق مناسب تجهیزات پالایشگاهی

• تحویل سریع و مطمئن در کوتاه‌ترین زمان

با ما در ارتباط باشید:
واتس اپ : 09191187393
تلفن ثابت: 02191005258

آلیاژ مارکت؛ تامین مطمئن، کیفیت پایدار.