Việc vận chuyển dầu khí qua đường ống đòi hỏi một áp suất nhất định. Đường ống càng dài, áp suất cần thiết để vận chuyển dầu khí càng cao. Áp suất của các đường ống dẫn đường dài thường nằm trong khoảng từ vài MPa đến hơn 10 MPa. Do đó, đường ống phải có khả năng chịu áp suất đủ lớn. Ngoài ra, chiều dài của các đường ống dẫn đường dài thường lên đến hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn km, và đường kính thường là vài trăm milimét, có thể lên đến hơn 1 mét. Lượng vật liệu ống được sử dụng trong xây dựng đường ống rất lớn, và giá thành vật liệu ống không được quá cao. Vì vậy, khả năng chịu áp suất cao và giá cả kinh tế là những vấn đề chính cần xem xét khi lựa chọn vật liệu ống.
Có hai loại vật liệu phi kim loại được sử dụng làm ống: các loại ống nhựa kỹ thuật và ống xi măng.
Ống nhựa có khả năng chống ăn mòn và giá thành rẻ, nhưng độ bền và độ cứng thấp hơn so với vật liệu kim loại, và khả năng chịu áp lực cũng thấp hơn nhiều, thường chỉ vài phần mười MPa, ngay cả khi áp suất làm việc của ống composite nhôm-nhựa và thép-nhựa chỉ là 1-2 MPa. Một vấn đề khác của ống nhựa kỹ thuật là đường kính nhỏ. Do đó, ống nhựa kỹ thuật thường được sử dụng làm đường ống áp suất trung bình và thấp, chẳng hạn như cấp thoát nước, dẫn khí đốt cho vườn, v.v., và không phù hợp cho các đường ống áp suất cao, đường kính lớn và khoảng cách dài.
Ống xi măng không phù hợp cho đường ống dẫn áp suất cao đường dài do khả năng chịu áp suất thấp, mối nối giữa các ống dễ bị rò rỉ, và cũng có vấn đề về ăn mòn (thanh thép bên trong).
Đặc điểm củaống thép không gỉĐặc điểm của thép không gỉ là hàm lượng các nguyên tố hợp kim tương đối cao. Do chứa nhiều nguyên tố hợp kim, khả năng chống ăn mòn của nó tốt hơn nhiều so với thép cacbon và thép hợp kim thấp, nhưng giá thành cũng cao hơn nhiều so với thép cacbon và thép hợp kim thấp. Nhìn chung, giá thép không gỉ cao gấp 4 đến 5 lần so với thép cacbon, và giá thành cao đã hạn chế việc ứng dụng thép không gỉ trong ngành công nghiệp đường ống.
Một vấn đề quan trọng khác là thép không gỉ chỉ có khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa ở nhiệt độ cao tốt hơn nhờ sự hình thành lớp màng thụ động trên bề mặt, chứ không phải bị ăn mòn trong mọi môi trường. Sự ăn mòn sẽ xảy ra khi lớp màng thụ động bị hư hại hoặc không được duy trì. Ví dụ, các ion clorua trong nước biển sẽ phá hủy tính toàn vẹn của lớp màng thụ động và gây ra ăn mòn rỗ; khi có những khác biệt nhỏ trên bề mặt cấu trúc thép không gỉ, chẳng hạn như vật lạ bám vào, nó sẽ gây ăn mòn các vi khuẩn được hình thành dưới tác động của chất điện giải. Do đó, khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ không phải là tuyệt đối.
Mặc dù ống thép có khả năng chống ăn mòn kém, nhưng nó được sử dụng rộng rãi trong ngành vận chuyển dầu khí do quy trình sản xuất đơn giản, khả năng chịu áp suất cao, nguồn cung đa dạng và giá thành thấp, đồng thời có thể kiểm soát sự ăn mòn bằng lớp phủ và bảo vệ catốt. Nói chung, các đường ống có đường kính nhỏ và áp suất thấp sử dụng ống thép cacbon thông thường, trong khi các đường ống có đường kính lớn và áp suất cao sử dụng ống thép hợp kim vi mô cường độ cao tùy theo yêu cầu về tính chất cơ học.
Dĩ nhiên, với sự phát triển của khoa học và công nghệ, nếu giá thành của ống thép không gỉ có thể giảm đáng kể hoặc độ bền của ống phi kim loại được cải thiện, thì chúng cũng có thể được sử dụng làm đường ống dẫn dầu khí đường dài.
Thời gian đăng bài: 25 tháng 5 năm 2023