درجات أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ لحقل النفط والغاز

بشكل عام ، يمكن لبعض أنواع الفولاذ منخفض السبائك تلبية متطلبات بيئة النفط والغاز المسببة للتآكل التي تحتوي على H2S ، ولكن البيئة المسببة للتآكل التي تحتوي على CO2 أو H2S أو CO2 أو Cl - تتعايش حيث يحتاج الفولاذ المقاوم للصدأ Martensitic أو الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج أو حتى سبائك النيكل . أضاف إصدار 1988 من API 5CT درجات فولاذية مقاومة للتآكل ، حددت درجة الفولاذ C75 مع درجات الفولاذ المقاوم للصدأ Martensitic من 9Cr و 13Cr

 

خرسانة مقاومة عالية Mأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ المرتنزية لبئر النفط

 في البيئة الرطبة حيث يكون ثاني أكسيد الكربون هو الغاز الرئيسي ، غالبًا ما يحدث ضرر تآكل موضعي لأنبوب آبار النفط ، مثل تأليب التآكل والتآكل بين الخلايا الحبيبية ، إلخ. إذا كان الكلور موجودًا ، فسيزداد التآكل المحلي. يعتبر بشكل عام أنه يمكن تجاهل التآكل عندما يكون ضغط ثاني أكسيد الكربون أقل من 2 ميجا باسكال ، وسيحدث التآكل عندما يصل ضغط ثاني أكسيد الكربون إلى 0.021 ميجا باسكال. عندما يكون pCO0.021 أعلى من 2MPa ، يجب اتخاذ تدابير مناسبة لمكافحة التآكل. بشكل عام ، لا يوجد أي ضرر ناتج عن التنقر عندما يكون جزء ثاني أكسيد الكربون أقل من 0.021 ميجا باسكال.

لقد ثبت أن تأثير استخدام عامل إطلاق مستدام لمنع تآكل ثاني أكسيد الكربون محدود ، وتأثير استخدام فولاذ عالي الكروم مثل 2٪ -9٪ Cr فولاذ أفضل. منذ السبعينيات ، استخدمت بعض آبار الغاز الطبيعي 13٪ كروم و 1970 كر٪ أنابيب فولاذية مقاومة للصدأ لمنع تآكل ثاني أكسيد الكربون. يوصي معهد البترول الأمريكي (API) باستخدام أنابيب فولاذية مقاومة للصدأ مارتينسيتي 9Cr و 13Cr (API L2-9Cr و L13-80Cr) للاستخدام القياسي. يتمتع الفولاذ 9Cr بمقاومة أفضل لتآكل ثاني أكسيد الكربون ، بينما يتمتع الفولاذ 80Cr-13Mo بمقاومة أفضل للتكسير الناتج عن إجهاد H13S. من حيث المبدأ ، لا يكون أي من الفولاذ مناسبًا إذا كان H2S موجودًا في جو ثاني أكسيد الكربون. عندما يوجد H9S في بئر نفط ثاني أكسيد الكربون ، يجب تحسين مقاومة SSCC لأنبوب آبار النفط بقدر الإمكان ، ويجب اعتماد المعالجة الحرارية للتبريد والتلطيف للحصول على مارتينسيت موحد ويجب التحكم في الصلابة أقل من HRC1 قدر الإمكان .

درجة الفولاذ المقاوم للصدأ لبئر الزيت

درجة C Mo Cr Ni Cu
9Cr ≤ 0.15 0.9-1.1 8.0-10.0 ≤ 0.5 /
13Cr 0.15-0.22 / 12.0-14.0 ≤ 0.5 /
SUP9Cr ≤ 0.03 1.5-2.5 12.0-13.5 4.0-6.0 /
SUP13Cr ≤ 0.03 1.5-2.5 14.0-16.0 5.0-7.0 0.5-1.5

ومع ذلك ، فإن الأنابيب الفولاذية API 13Cr قللت بشكل كبير من مقاومة ثاني أكسيد الكربون وقصر عمر الخدمة عندما تصل درجة حرارة بئر الزيت إلى 2 ℃ أو أعلى. من أجل تحسين مقاومة التآكل لأنابيب الصلب API 150Cr إلى CO13 و SSC (تكسير إجهاد الكبريتيد) ، تم تطوير أنابيب فولاذية SUP2Cr منخفضة الكربون مع إضافة Ni و Mo. يمكن استخدام الأنبوب الفولاذي في البيئات الرطبة ذات درجات الحرارة المرتفعة وتركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون وكمية صغيرة من كبريتيد الهيدروجين. هيكل هذه الأنابيب هو مارتينسيت مقسى وأقل من 13٪ من الفريت. يمكن تحسين مقاومة التآكل لثاني أكسيد الكربون عن طريق تقليل الكربون أو إضافة الكروم والنيكل ، ويمكن تحسين مقاومة التآكل للتنقر عن طريق إضافة Mo. بالمقارنة مع الأنابيب الفولاذية API 2Cr ، تم تحسين مقاومة التآكل لـ CO5 و SSC بشكل كبير. على سبيل المثال ، في نفس البيئة المسببة للتآكل ، يكون معدل التآكل لأنابيب الصلب API 2Cr أكثر من 13 مم / أ ، بينما يتم تقليل معدل التآكل لأنابيب الصلب SUP2Cr إلى 13 مم / أ. مع تطوير الآبار العميقة والعميقة للغاية ، تستمر درجة حرارة آبار النفط في الارتفاع. إذا تم زيادة درجة حرارة بئر الزيت إلى أكثر من 1 درجة مئوية ، فإن مقاومة التآكل لأنبوب آبار النفط SUP13Cr تبدأ أيضًا في الانخفاض ، وهو ما لا يمكن أن يلبي متطلبات الاستخدام على المدى الطويل. وفقًا لمبدأ اختيار المواد التقليدي ، يجب اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج أو سبائك النيكل الأساسية.

 

Mالفولاذ المقاوم للصدأ ارتينسيتي أنبوب لخط أنابيب النفط

يتطلب أنبوب خط الأنابيب الذي ينقل النفط والغاز المسببين للتآكل نفس المواد المقاومة للتآكل مثل أنبوب آبار النفط. في السابق ، كان يتم حقن الأنبوب عادةً بعوامل إطلاق مستدامة أو مواد مقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور. الأول غير مستقر في التأثير المضاد للتآكل عند درجة حرارة عالية وقد يسبب تلوثًا بيئيًا. على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ مزدوج الطور يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل ، إلا أن التكلفة مرتفعة ، ومن الصعب التحكم في مدخلات حرارة اللحام ، كما أن التسخين المسبق للحام والمعالجة الحرارية بعد اللحام لبناء الموقع يجلب صعوبات. يتم استخدام أنبوب martensitic 11Cr لبيئة CO2 وأنابيب martensitic 12Cr لبيئة CO2 + تتبع H2S. يتمتع العمود بقدرة جيدة على اللحام ، بدون التسخين المسبق والمعالجة الحرارية بعد اللحام ، ويمكن أن تكون خصائصه الميكانيكية مساوية لدرجة الفولاذ X80 ، ومقاومته للتآكل أفضل من تلك الموجودة في خط الأنابيب مع عامل تحرير مؤخر أو أنبوب فولاذي مقاوم للصدأ مزدوج الطور.

أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ لخط الأنابيب

درجة C Cr Ni Mo
11Cr ≤ 0.03 11 1.5 /
12Cr ≤ 0.03 12 5.0 2.0

 

أنبوب مزدوج من الفولاذ المقاوم للصدأ للصناعة البترولية

لا يمكن أن يفي الفولاذ المارتنسيتي المقاوم للصدأ SUP 15Cr بمتطلبات مقاومة التآكل عندما تتجاوز درجة حرارة بئر الزيت (الغاز) المحتوي على ثاني أكسيد الكربون 2 درجة مئوية ، ويكون الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج مع مقاومة جيدة لثاني أكسيد الكربون وشقوق تآكل الإجهاد الكلوري. حاليا، 22Cr والفولاذ المقاوم للصدأ 25 كرون مزدوج (الأوستنيتي والفريت) مناسب لآبار ثاني أكسيد الكربون التي تزيد عن 2 درجة مئوية ، بينما يقوم المصنعون بضبط محتوى الكروم والنيكل لضبط مقاومة التآكل. يتكون الفولاذ المزدوج من الفريت بالإضافة إلى الطور الأوستنيتي. إلى جانب Cr و Ni ، يمكن إضافة Mo و N لتحسين مقاومة التآكل. بالإضافة إلى الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين ، يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل في درجات الحرارة العالية ، مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي ، فهو يتمتع بمقاومة أفضل للتآكل الناتج عن الإجهاد H200S ، في درجة حرارة الغرفة NACE TM 2-A اختبار ، في حل ، 0177 ٪ بيئة تحميل SMYS ، يمكن للفولاذ المقاوم للصدأ مارتينسيت اجتياز اختبار الضغط الجزئي 85kPa H10S فقط ، ويمكن للفولاذ المقاوم للصدأ Duplex 2Cr اجتياز اختبار الضغط الجزئي 25kPa H100S.

 

بشكل عام ، في التعايش بين بيئات CO2 و H2S ، أو الضغط الجزئي H2S لا يصل إلى درجة حرجة ولكن Cl- مرتفع للغاية ، 13Cr الصلب (بما في ذلك الفولاذ 13Cr الفائق) لا يمكن أن يفي بالمتطلبات ، 22Cr الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين (ASF 2205) أو الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج الفائق 25Cr ، حتى الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الكروم والنيكل والسبائك القائمة على الحديد والنيكل مثل G3 ، السبيكة 825 التي تحتوي على أكثر من 20٪ Cr ، Ni30٪ مطلوبة.

0 ردود

اترك تعليق

تريد الانضمام إلى مناقشة؟
لا تتردد في المساهمة!

اترك تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول المشار إليها إلزامية *