石油産業におけるプラズマクラッディング技術の応用はますます広がっています。これは主に、機器の耐摩耗性、耐腐食性、耐高温性を向上させ、機器の耐用年数を延ばし、メンテナンスコストを削減できるためです。以下は、石油産業におけるプラズマクラッディング技術の主な応用例です。
1. 石油掘削設備の保護
石油掘削プロセスでは、ドリルビット、ドリルパイプ、掘削ツールなどの機器が高圧、高温、複雑な地質条件にさらされ、深刻な摩耗、腐食、疲労が発生します。プラズマクラッディング技術により、これらの機器の表面に耐摩耗性と耐腐食性を備えた合金コーティングを施すことで、耐摩耗性と耐腐食性を大幅に向上させることができます。例：
●石油掘削ビット
1.トリコンドリルビット
トリコーンドリルビットは、一般的な転造切削ドリルビットの一種で、表面に歯または超硬合金製の歯を備えた3本の円錐状の転造歯で構成されています。その動作原理は、歯を回転させて転がすことで、歯の表面にある歯が地面を切断、圧縮、研磨することです。
2.PDCドリルビット
PDC ビットは、多結晶ダイヤモンド複合材 (PDC)、つまりタングステン合金マトリックスと組み合わされた合成多結晶ダイヤモンド (非常に硬く、耐摩耗性がある) を切削要素として使用するドリルです。PDC ビットは、固定された切削要素によって地面に直接食い込みます。
オイルドリルビットは高摩擦により摩耗しやすいため、コーティングされた炭化物によりその耐用年数を効果的に延ばすことができます。
●泥ポンプ部品
泥ポンプスペアパーツクロスヘッド
泥ポンプは、石油掘削プロセスにおける掘削流体（泥）の輸送に用いられる重要な設備であり、クロスヘッドは泥ポンプにおける動力伝達と伝達を担う重要な付属品の一つです。クロスヘッドの主な役割は、泥ポンプ内のクランクシャフトの回転運動をピストンの往復直線運動に変換し、ピストンを駆動して泥を汲み出すことです。したがって、泥ポンプの動作においてクロスヘッドは機械的伝達において中心的な役割を果たし、泥ポンプの動作効率と信頼性に直接影響を及ぼします。
泥ポンプの作業条件は厳しく、腐食と洗掘の影響が強いため、プラズマクラッディングにより耐腐食性と耐洗掘性を向上させることができます。
2. 石油パイプラインの腐食防止
石油パイプラインは長期間稼働すると、流体の腐食や摩耗の影響を受けます。特に海洋環境や酸性ガス環境下では、腐食の問題は深刻です。プラズマクラッディングは、パイプラインの内壁と外壁にニッケル基合金、コバルト基合金などの耐腐食コーティング層を形成することで、パイプラインの腐食を大幅に低減し、耐用年数を延ばし、メンテナンスや交換にかかるコストを削減します。
3. バルブとポンプの保護
石油産業におけるバルブやポンプは、流体の輸送と制御に広く使用されていますが、腐食性ガスや硫化水素、二酸化炭素などの腐食性ガスを含む液体との接触により、腐食、摩耗、故障が発生しやすい傾向があります。プラズマクラッディングは、バルブのシール面やポンプの主要部品に耐腐食性および耐摩耗性のコーティングを形成することで、これらの機器の信頼性を向上させます。例：
2. ゲートバルブ
プラズマクラッディングにより、シール面の耐摩耗性と耐腐食性が向上します。
●ポンプシャフトとインペラ
インペラ
超硬合金の融合コーティングは摩耗を効果的に遅らせます。
4. 油回収装置の表面強化
石油採掘の過程では、設備は油井環境と頻繁に接触します。特に、砂、水、酸を含む油井などの条件下では、設備の摩耗や腐食が深刻な問題となります。プラズマクラッディング技術は、石油生産ロッド、配管、揚水ポンプなどの設備の表面を強化し、耐摩耗性と耐腐食性を大幅に向上させることができます。特に重質油井や高温油井では、高温腐食や洗掘に対処するために、プラズマクラッディング材料の選定を重視することができます。
5. 海洋環境における腐食を防止する
海洋石油掘削・生産プロセスでは、機器は長期間にわたり高湿度・塩分を帯びた海洋環境に晒されるため、腐食による故障が発生しやすくなります。プラズマクラッディング技術は、機器の表面に耐海水腐食コーティングを施すことで、耐海水腐食性を大幅に向上させることができます。特に、海底油井設備、石油パイプライン、その他の海洋プラットフォームの主要機器においては、プラズマクラッディングによって信頼性を大幅に向上させることができます。
6. 高温保護
石油精製プロセスでは、多くの機器が高温環境で稼働する必要があり、耐高温コーティングは熱酸化や高温腐食を効果的に防止します。例えば、製油所の反応器、熱交換器などの機器は高温による材料損傷の影響を受けやすいため、ニッケル基やコバルト基合金などのコーティングをプラズマクラッディングで追加することで、機器の耐高温性を向上させることができます。
7. 機器の修理および再生
石油設備の長期使用による摩耗や腐食は、プラズマクラッディングによって修復できます。これにより、設備のサイズと形状が修復されるだけでなく、表面特性が向上し、良好な状態を維持できます。例えば、ポンプハウジングやバルブボディなどの主要部品は、プラズマクラッディングによって修復できるため、部品全体の交換を回避し、メンテナンスコストを削減できます。
要約する
プラズマクラッディング技術石油産業における主要設備に耐摩耗性、耐腐食性、耐高温性を備えたコーティングを施すことで、その耐用年数と信頼性を効果的に向上させます。石油掘削、生産、輸送、精製など、石油産業のあらゆる分野で広く利用されており、石油会社の経済効率向上と設備メンテナンスコストの削減に貢献しています。
投稿日時: 2024年10月15日