Сетчатые фильтры из нержавеющей стали для нефтегазовой отрасли: руководство по спецификации

Коррозионные технологические среды, циклические температурные нагрузки и ограниченное пространство рамных блоков предъявляют к спецификациям фильтрации в нефтегазовой отрасли более жесткие требования, чем практически в любой другой индустрии. Фильтрующий материал, который отлично работает в неагрессивном технологическом потоке, может быстро выйти из строя при появлении в среде хлоридов, H2S или при длительном воздействии высоких температур.

В этом руководстве рассматривается, что на самом деле определяет выбор материала и сетки для фильтрации в нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности, выходя за рамки стандартных каталожных спецификаций.

Основные выводы

• Фильтрация масел и нефтепродуктов обычно ориентирована на тонкость поверхностной фильтрации от 4 до 7 микрон, в то время как более широкий диапазон фильтрации металлической сеткой составляет от 1 до 1000 микрон номинально.
• SS316L является стандартным базовым материалом, однако воздействие хлоридов и H2S часто требует выбора более стойких сплавов.
• Размер ячеек тканой металлической сетки для фильтрации масел и нефтепродуктов должен оставаться более 0,005 дюйма.
• Коалесцирующие фильтры — особое применение металлической сетки — отделяют воду от видов топлива на нефтяной основе, таких как гидравлическая жидкость, реактивное и дизельное топливо.

Какой диапазон микрон действительно применим для фильтрации в нефтегазовой отрасли?

Фильтрация металлической сеткой в нефтегазовой отрасли охватывает широкий диапазон в зависимости от конкретной задачи: общая номинальная фильтрация составляет примерно от 1 до 1000 микрон, в то время как очистка масел и нефтепродуктов от твердых частиц обычно концентрируется в диапазоне от 4 до 7 микрон тонкости поверхностной фильтрации. Это гораздо более узкий диапазон, чем предлагает полный каталог, и это обусловлено тем, что именно защищает фильтрация — установленные далее по технологической цепочке подшипники, клапаны и форсунки, чувствительные к мелкодисперсным частицам, а не к крупному мусору.

Деталь спецификации, которую чаще всего упускают из виду в RFQs на фильтрацию масел и нефтепродуктов, — это не тонкость фильтрации в микронах, а то, что размер ячеек тканой металлической сетки должен оставаться больше примерно 0,005 дюйма. Если выбрать более мелкую сетку, вам придется бороться с перепадом давления и высокой скоростью засорения ради точности, которая в данном промышленном применении часто просто не требуется.

Что такое коалесцирующий фильтр и когда он необходим?

Коалесцирующие фильтры представляют собой особое применение металлической сетки, предназначенное для отделения воды от топлив на нефтяной основе — гидравлическая жидкость, реактивное топливо и дизельное топливо чаще всего требуют этой функции для обеспечения максимальной надежности работы. Сетка в данном случае не просто отфильтровывает твердые частицы; она способствует слиянию мелких капель воды, взвешенных в топливе, в более крупные капли, которые затем отделяются под действием силы тяжести или на последующих ступенях коалесценции.

Специально для задач отделения воды от топлива стандартной конфигурацией является проволочная сетка с PTFE (политетрафторэтиленовым) покрытием. Покрытие действует как тонкий антиадгезионный финишный слой, который не перекрывает ячейки сетки, что и позволяет сетке способствовать коалесценции капель, а не просто механически фильтровать жидкость.

Разве обычной сетки без покрытия недостаточно, если содержание воды уже низкое? На практике этого почти никогда не хватает — даже низкое содержание воды в авиационном или гидравлическом топливе со временем может вызвать коррозию оборудования ниже по технологической цепочке или повреждение форсунок, именно поэтому коалесцирующая фильтрация существует как отдельный этап, а не как дополнительная опция.

Какая марка материала подходит для агрессивных технологических сред?

SS316L является стандартным базовым материалом для фильтрующих сред в нефтегазовой отрасли, однако агрессивные среды — особенно хлориды и H2S — часто требуют выбора более стойких сплавов. Этот путь повышения класса материала важен на этапе RFQ: указание SS316L по умолчанию без проверки его совместимости с химическим составом технологической среды — одна из наиболее распространенных причин, по которой фильтроэлемент не вырабатывает свой ожидаемый срок службы в нефтехимических процессах.

В нефтегазовых RFQs проекты, требующие модернизации сплава после первоначальной установки, почти всегда оказываются теми, где содержание H2S или хлоридов не было полностью определено на этапе коммерческого предложения. Подтверждение химического состава среды до выбора материала, а не после выхода из строя — всегда более экономичный путь.

Что еще следует включить в RFQ на фильтрацию для нефтегазовой отрасли?

Температурные циклы и перепады давления, ограничения по пространству на раме (скиде) и требования к проектной документации дополняют практические соображения по спецификации помимо тонкости фильтрации в микронах и марки материала. Фильтроэлементы в нефтегазовой отрасли часто подвергаются повторяющимся циклам нагрева и охлаждения, которые создают иную нагрузку на фильтрующий материал и соединения, чем при установившемся режиме работы, а рамные (блочные) установки часто имеют более жесткие габаритные ограничения, чем позволяет стандартный корпус.

Объединение фильтров грубой очистки, сеток и картриджей в один заказ на поставку у единого инжинирингового поставщика снижает координационные расходы на управление несколькими узкопрофильными специалистами в рамках проекта, что особенно полезно при сжатых сроках модернизации или капитального ремонта.

Часто задаваемые вопросы

Какую марку материала следует использовать при воздействии H2S?

SS316L часто оказывается недостаточно для длительного воздействия H2S; перейдите на Duplex, Hastelloy или Inconel в зависимости от концентрации и температуры. Принимайте решение на основе химического состава вашей конкретной технологической среды, а не выбирайте стандартную марку по умолчанию.

Почему фильтрация масла металлической сеткой остается грубее 0.005 дюйма?

Более тонкое плетение увеличивает перепад давления и скорость засорения быстрее, чем это приносит пользу для технологического процесса — фильтрация масла для защиты подшипников и форсунок обычно не требует такой точности, которая оправдала бы снижение ниже этого порога.

В чем разница между коалесцирующей фильтрацией и стандартной фильтрацией твердых частиц?

Стандартная фильтрация механически задерживает твердые частицы из жидкости; коалесцирующая фильтрация специально разработана для слияния взвешенных капель воды в более крупные капли для последующего гравитационного или нисходящего разделения, что требует иного покрытия сетки и конфигурации, отличных от условий работы только с твердыми частицами.

Требуется ли специальная документация для фильтрующих элементов для нефтегазовой отрасли?

Большинство проектных спецификаций требуют сертификатов испытаний материалов (MTC) и отчетов о контроле размеров, особенно для рамного оборудования или работ по капитальному ремонту, где прослеживаемость является частью требований проекта по обеспечению соответствия.

Может ли один поставщик поставить сетчатые фильтры, сетку и картриджи для одного проекта?

Да, если ассортимент продукции поставщика охватывает все три категории — комплексная поставка сокращает количество связей с поставщиками и координацию заказов на закупку (PO), необходимых для одного проекта, что наиболее важно при модернизации или капитальном ремонте в сжатые сроки.

Заключение

Микронный рейтинг позволяет начать подготовку RFQ, но именно марка материала с учетом фактического химического состава рабочей среды, стойкость к термическому циклированию и требования к документации определяют, отработает ли фильтрующий элемент свой расчетный срок службы.

• Удаление частиц из масла обычно ориентировано на поверхностную тонкость фильтрации 4–7 микрон.
• SS316L используется по умолчанию; перед окончательным утверждением подтвердите стойкость к воздействию хлоридов/H2S
• Коалесцирующая фильтрация является отдельным требованием для задач сепарации воды и топлива

Отправьте ваши технологические условия, требуемую тонкость фильтрации в микронах и химический состав материала через... KAIFIL нефтегазовая и нефтехимическая страница применения или изготовление по индивидуальному заказу услуга для получения рекомендаций, проверенных инженерами.

Источники

• Технические характеристики промышленной фильтрации, обобщенные на основе документации поставщиков сетчатой фильтрации для нефтегазовой отрасли и общепринятой отраслевой практики.