[發(fā)明專利]渦輪機(jī)的部件、渦輪機(jī)和用于制備渦輪機(jī)的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580034945.8
• 申請日: 2015-06-25
• 公開（公告）號: CN106715008A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: F.卡普奇尼;M.羅馬內(nèi)利;D.迪皮特羅;M.布喬尼;E.皮特蘭格利
• 申請（專利權(quán)）人: 諾沃皮尼奧內(nèi)股份有限公司
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00;C21D6/00;C22C19/05;C22C33/02;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/52;F04D29/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 徐晶,楊思捷

領(lǐng)域

文中所公開的主題的實施方案一般涉及用于渦輪機(jī)的部件，且涉及用于“油氣”應(yīng)用的渦輪機(jī)。

一些實施方案涉及在生產(chǎn)和處理例如含有烴加上硫化氫、二氧化碳且具有或不具有其它污染物的油氣的領(lǐng)域中操作的(旋轉(zhuǎn))離心壓縮機(jī)或泵，以及其部件。這些材料稱為“酸氣”。這種裝置具有至少一個由高耐腐蝕性合金制得的部件，相對于現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的馬氏體不銹鋼能夠更好地抵抗腐蝕且表現(xiàn)類似于高級鎳基超合金。

一些實施方案涉及(旋轉(zhuǎn))燃?xì)鉁u輪或蒸汽渦輪，以及其部件。這種裝置具有至少一個由高機(jī)械抵抗力合金制得的部件，相對于現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)材料能夠更好地抵抗疲勞和/或蠕變。

背景技術(shù)

壓縮機(jī)為能夠通過使用機(jī)械能升高可壓縮的流體(氣體)的壓力的機(jī)器。在離心壓縮機(jī)中，流體的壓縮通過螺釘堆棧在一起的一個或多個定子部件(隔板(diaphragm))內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)運動軸上組裝的一個或多個葉輪進(jìn)行。所描述的組件通常稱為線卷(bundle)。待壓縮的流體通過一個或多個吸入管抽取到線卷中，然而該壓縮流體從線卷向一個或多個遞送管排出。

通常，離心壓縮機(jī)通過電動機(jī)或另外通過內(nèi)燃機(jī)通過用于傳輸運動的聯(lián)軸器啟動。

酸氣領(lǐng)域中操作的離心壓縮機(jī)經(jīng)受與環(huán)境(腐蝕)的不同類型的相互作用，該環(huán)境(腐蝕)可以導(dǎo)致壓縮機(jī)部件的性能損失和過早失效。

酸性工作的特征在于具有濕潤硫化氫(H₂S)的烴，其中pH₂S高于0.0030巴。該值對于碳和低合金鋼是有效的。NACE MR0175/ISO 15156-1并不限定耐腐蝕性合金(CRAs)的最小pH₂S限值，因為該限值還為溶液的酸度(pH)的函數(shù)且該值可以低于碳和低合金鋼所限定的值。

存在多種腐蝕現(xiàn)象，其中以下類型為最相關(guān)的：

- 一般腐蝕 – 材料表面的均一侵襲

- 點狀腐蝕 – 不均一局部侵襲

- 應(yīng)力腐蝕開裂(SCC和CSCC)

應(yīng)當(dāng)指出只有存在充當(dāng)電化學(xué)方法的電解質(zhì)的冷凝水(濕潤氣體)，才可以出現(xiàn)以上列出的腐蝕現(xiàn)象。

含有烴、CO₂、H₂S和氯化物(或其它鹵化物)的濕潤氣體最后在元素硫的存在下代表可以出現(xiàn)其中所有以上列出的現(xiàn)象的環(huán)境。材料對單一損壞機(jī)制或損壞機(jī)制的組合的抵抗力因此是重要的，以便保證產(chǎn)品的可靠性。

在以上列出的腐蝕機(jī)制中，最關(guān)鍵的腐蝕機(jī)制為通過濕潤H₂S或氯化物(或一般鹵化物)的應(yīng)力腐蝕開裂，因為其使得用于工作的單元不可利用。

一般地，該機(jī)制包括通過腐蝕產(chǎn)生的氫原子在金屬中擴(kuò)散。

只有以下三種條件得到驗證，才可以出現(xiàn)SSC：

? 拉伸應(yīng)力(殘留和/或施加)

? H₂S+冷凝水

? 趨向于SSC損壞的材料

污染物例如鹵化物、砷(As)、銻(Sb)和氰化物(CN^-)充當(dāng)催化劑，提高氫原子在表面上的濃度且通過避免它們重新組合成氫分子，使SSC更嚴(yán)重。

一般地，離心壓縮機(jī)部件(葉輪、軸、隔板和螺釘)暴露到拉伸應(yīng)力和濕潤氣體條件。

基于經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)葉輪和螺釘構(gòu)成最易于SSC和CSCC的部件。這是因為應(yīng)力水平高于其它部件中的應(yīng)力水平且因為應(yīng)力保持在壓縮機(jī)停止(加壓)期間施加，其中在較高分壓下出現(xiàn)濕潤氣體。因此對于酸性工作環(huán)境，選擇能夠經(jīng)受嚴(yán)苛環(huán)境條件的材料是強(qiáng)制性的。

這種工作的材料選擇因此基于通過H₂S的分壓(p(H₂S))、pH (主要為CO₂的功能)和氯化物(和/或其它鹵化物)含量控制的三維空間，如在圖1中圖示。

到目前為止，使用不同材料的目的在于選擇針對特定環(huán)境的最成本有效的解決方案。

為了簡化匹配目的方法的材料后面的復(fù)雜規(guī)則，可以考慮以下原則：

- 對于低p(H₂S)、任何pH和高氯化物含量，雙相和超級雙相合金為所選擇材料的類型；

- 對低至中p(H₂S)、任何pH和低氯化物，不同類型的馬氏體不銹鋼為所選擇材料的類型；

- 對于任何p(H₂S)、任何pH和高氯化物，鎳基合金為所選擇材料的類型；