{"id":2253,"date":"2021-08-11T05:57:12","date_gmt":"2021-08-11T05:57:12","guid":{"rendered":"https:\/\/wldstainless.com\/?p=2253"},"modified":"2024-08-07T02:11:10","modified_gmt":"2024-08-07T02:11:10","slug":"stainless-steel-pipe-grades-for-oil-and-gas-field","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wldstainless.com\/de\/stainless-steel-pipe-grades-for-oil-and-gas-field\/","title":{"rendered":"Edelstahlrohrqualit\u00e4ten f\u00fcr \u00d6l- und Gasfelder"},"content":{"rendered":"

Im Allgemeinen k\u00f6nnen einige niedrig legierte St\u00e4hle die Anforderungen f\u00fcr korrosive \u00d6l- und Gasumgebungen mit H2S erf\u00fcllen, aber die korrosive Umgebung mit CO2 oder H2S, CO2, Cl \u2013 Koexistenz, in der martensitischer Edelstahl, Duplex-Edelstahl oder sogar Nickellegierungen ben\u00f6tigt werden. Die Version von API 5CT aus dem Jahr 1988 f\u00fcgte korrosionsbest\u00e4ndige Rohrstahlsorten hinzu und spezifizierte die Stahlsorte C75 mit martensitischen Edelstahlsorten von 9Cr und 13Cr<\/p>\n

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Hohe Festigkeit <\/strong>M<\/strong>artesitisches Edelstahlrohr f\u00fcr \u00d6lquellen <\/strong><\/h3>\n

\u00a0<\/strong>In feuchten Umgebungen mit CO2 als Hauptgas kommt es h\u00e4ufig zu lokalen Korrosionssch\u00e4den an \u00d6lbohrrohren, wie Lochfra\u00df und interkristalline Korrosion usw. Wenn Cl \u2013 vorhanden ist, wird die lokale Korrosion verst\u00e4rkt. Es wird allgemein angenommen, dass die Korrosion vernachl\u00e4ssigt werden kann, wenn der Kohlendioxiddruck unter 0,021 MPa liegt, und dass die Korrosion auftritt, wenn der Kohlendioxiddruck 0,021 MPa erreicht. Wenn der pCO2-Wert \u00fcber 0,021 MPa liegt, sollten geeignete Korrosionsschutzma\u00dfnahmen ergriffen werden. Im Allgemeinen kommt es nicht zu Sch\u00e4den durch Lochfra\u00df, wenn der CO2-Anteil unter 0,05 MPa liegt.<\/p>\n

Es wurde nachgewiesen, dass die Wirkung der Verwendung eines Mittels mit verz\u00f6gerter Freisetzung zur Verhinderung von CO2-Korrosion begrenzt ist und die Wirkung der Verwendung von hochchromhaltigem Stahl wie 9%-13%Cr-Stahl besser ist. Seit den 1970er Jahren werden bei einigen Erdgasbohrungen Rohre aus 9%Cr- und 13Cr%-Edelstahl verwendet, um CO2-Korrosion zu verhindern. Das American Petroleum Institute (API) empfiehlt 9Cr- und 13Cr-Rohre aus martensitischem Edelstahl (API L80-9Cr und L80-13Cr) f\u00fcr den standardisierten Einsatz. 13Cr-Stahl weist eine bessere Best\u00e4ndigkeit gegen CO2-Korrosion auf, w\u00e4hrend 9Cr-1Mo-Stahl eine bessere Best\u00e4ndigkeit gegen H2S-Spannungsrisskorrosion aufweist. Grunds\u00e4tzlich ist keiner der St\u00e4hle geeignet, wenn H2S in einer CO2-Atmosph\u00e4re vorhanden ist. Wenn in einer CO2-\u00d6lquelle H2S vorhanden ist, sollte die SSCC-Best\u00e4ndigkeit des \u00d6lquellenrohrs so weit wie m\u00f6glich verbessert werden. Au\u00dferdem sollte eine Abschreck- und Anlassw\u00e4rmebehandlung durchgef\u00fchrt werden, um gleichm\u00e4\u00dfigen Martensit zu erhalten. Die H\u00e4rte sollte so weit wie m\u00f6glich unter HRC22 gehalten werden.<\/p>\n

Die Edelstahlqualit\u00e4t der \u00d6lquelle<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
Grad<\/td>\nC<\/td>\nMo<\/td>\nCr<\/td>\nNi<\/td>\nCu<\/td>\n<\/tr>\n
9Cr<\/td>\n\u22640,15<\/td>\n0.9-1.1<\/td>\n8.0-10.0<\/td>\n\u22640,5<\/td>\n\/<\/td>\n<\/tr>\n
13Cr<\/td>\n0.15-0.22<\/td>\n\/<\/td>\n12.0-14.0<\/td>\n\u22640,5<\/td>\n\/<\/td>\n<\/tr>\n
SUP9Cr<\/td>\n\u22640,03<\/td>\n1.5-2.5<\/td>\n12.0-13.5<\/td>\n4.0-6.0<\/td>\n\/<\/td>\n<\/tr>\n
SUP13Cr<\/td>\n\u22640,03<\/td>\n1.5-2.5<\/td>\n14.0-16.0<\/td>\n5.0-7.0<\/td>\n0.5-1.5<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Allerdings weisen API 13Cr-Stahlrohre eine deutlich geringere CO2-Best\u00e4ndigkeit und eine verk\u00fcrzte Lebensdauer auf, wenn die \u00d6lquellentemperatur 150 \u00b0C oder mehr erreicht. Um die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von API 13Cr-Stahlrohren gegen\u00fcber CO2 und SSC (Sulfid-Spannungsrissbildung) zu verbessern, wurden kohlenstoffarme SUP13Cr-Stahlrohre mit Zusatz von Ni und Mo entwickelt. Das Stahlrohr kann in feuchten Umgebungen mit hohen Temperaturen, hohen CO2-Konzentrationen und einer geringen Menge an Schwefelwasserstoff verwendet werden. Die Struktur dieser Rohre besteht aus angelassenem Martensit und weniger als 5% Ferrit. Die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit gegen\u00fcber CO2 kann durch Reduzierung des Kohlenstoffgehalts oder Zugabe von Cr und Ni verbessert werden, und die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit gegen\u00fcber Lochfra\u00df kann durch Zugabe von Mo verbessert werden. Im Vergleich zu API 13Cr-Stahlrohren ist die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit gegen\u00fcber CO2 und SSC erheblich verbessert. Beispielsweise betr\u00e4gt in derselben korrosiven Umgebung die Korrosionsrate von API 13Cr-Stahlrohren mehr als 1 mm\/a, w\u00e4hrend die Korrosionsrate von SUP13Cr-Stahlrohren auf 0,125 mm\/a sinkt. Mit der Entwicklung von tiefen und ultratiefen Bohrl\u00f6chern steigt die \u00d6lquellentemperatur weiter an. Wenn die \u00d6lquellentemperatur weiter auf \u00fcber 180 \u00b0C ansteigt, beginnt auch die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von SUP13Cr-\u00d6lquellenrohren zu sinken, was den Anforderungen einer langfristigen Nutzung nicht mehr gerecht wird. Gem\u00e4\u00df dem traditionellen Prinzip der Materialauswahl sollte Duplex-Edelstahl oder eine Nickelbasislegierung ausgew\u00e4hlt werden.<\/p>\n

\u00a0<\/strong><\/p>\n

M<\/strong>artesitischer Edelstahl<\/strong>\u00a0Rohr f\u00fcr \u00d6lpipeline<\/strong><\/h3>\n

Der Rohrleitung<\/a> F\u00fcr die F\u00f6rderung von korrosivem \u00d6l und Gas ist dasselbe korrosionsbest\u00e4ndige Material wie f\u00fcr \u00d6lbohrrohre erforderlich. Bisher wurden Rohre normalerweise mit verz\u00f6gert freisetzenden Mitteln oder korrosionsbest\u00e4ndigen Materialien wie zweiphasigem Edelstahl gef\u00fcllt. Die Korrosionsschutzwirkung von zweiphasigem Edelstahl ist bei hohen Temperaturen instabil und kann zu Umweltverschmutzung f\u00fchren. Obwohl zweiphasiger Edelstahl eine gute Korrosionsbest\u00e4ndigkeit aufweist, ist er teuer und die Schwei\u00dfw\u00e4rmezufuhr schwer zu kontrollieren. Das Vorw\u00e4rmen und die W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen auf der Baustelle bringen Schwierigkeiten mit sich. Es werden martensitische 11Cr-Rohre f\u00fcr CO2-Umgebungen und martensitische 12Cr-Rohre f\u00fcr CO2+-Spuren-H2S-Umgebungen verwendet. Die S\u00e4ule ist gut schwei\u00dfbar, ohne Vorw\u00e4rmen und W\u00e4rmebehandlung nach dem Schwei\u00dfen k\u00f6nnen ihre mechanischen Eigenschaften denen von Stahlsorte X80 entsprechen und ihre Korrosionsbest\u00e4ndigkeit ist besser als die von Rohrleitungen mit verz\u00f6gert freisetzenden Mitteln oder zweiphasigen Edelstahlrohren.<\/p>\n

Edelstahlrohr f\u00fcr Pipeline<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n\n\n
Grad<\/td>\nC<\/td>\nCr<\/td>\nNi<\/td>\nMo<\/td>\n<\/tr>\n
11Cr<\/td>\n\u22640,03<\/td>\n11<\/td>\n1.5<\/td>\n\/<\/td>\n<\/tr>\n
12Cr<\/td>\n\u22640,03<\/td>\n12<\/td>\n5.0<\/td>\n2.0<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\u00a0<\/strong><\/p>\n

Duplex-Edelstahlrohr f\u00fcr die Erd\u00f6lindustrie<\/h3>\n

Der martensitische Edelstahl SUP 15Cr kann die Korrosionsbest\u00e4ndigkeitsanforderungen nicht erf\u00fcllen, wenn die Temperatur der CO2-haltigen \u00d6l- (Gas-)Quelle 200 \u00b0C \u00fcbersteigt. Es wird Duplex-Edelstahl mit guter Best\u00e4ndigkeit gegen CO2 und Cl-Spannungskorrosionsrisse ben\u00f6tigt. Derzeit 22Cr<\/a> und 25Cr-Duplex-Edelstahl (austenitisch und ferritisch) ist f\u00fcr CO2-Brunnen \u00fcber 200 \u00b0C geeignet, w\u00e4hrend die Hersteller den Cr- und Ni-Gehalt anpassen, um die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit anzupassen. Duplexstahl besteht aus Ferrit und der austenitischen Phase. Neben Cr und Ni k\u00f6nnen Mo und N hinzugef\u00fcgt werden, um die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit zu verbessern. Duplexstahl weist nicht nur eine gute Korrosionsbest\u00e4ndigkeit bei hohen Temperaturen auf, sondern weist im Vergleich zu martensitischem Edelstahl auch eine bessere Best\u00e4ndigkeit gegen H2S-Spannungsrisskorrosion auf. Beim NACE TM 0177-A-Test bei Raumtemperatur und in einer A-L\u00f6sung mit der Belastungsumgebung 85%SMYS kann martensitischer Edelstahl nur den Test mit 10 kPa H2S-Partialdruck bestehen, w\u00e4hrend Duplexstahl 25Cr den Test mit 100 kPa H2S-Partialdruck besteht.<\/p>\n

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Im Allgemeinen kann 13Cr-Stahl (einschlie\u00dflich Super-13Cr-Stahl) die Anforderungen nicht erf\u00fcllen, wenn CO2 und H2S gleichzeitig vorhanden sind oder der H2S-Partialdruck nicht den kritischen Wert erreicht, der Cl-Wert jedoch sehr hoch ist. 22Cr<\/a> Duplex-Edelstahl (ASF 2205) oder Super-Duplex-Edelstahl 25Cr, sogar Edelstahl mit hohem Ni-, Cr-Gehalt und Ni- und Fe-Ni-basierte Legierungen wie G3, Legierung 825 mit mehr als 20% Cr, Ni30% werden ben\u00f6tigt.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Im Allgemeinen k\u00f6nnen einige niedrig legierte St\u00e4hle die Anforderungen f\u00fcr korrosive \u00d6l- und Gasumgebungen mit H2S erf\u00fcllen, aber die korrosive Umgebung mit CO2 oder H2S, CO2, Cl \u2013 Koexistenz, in der martensitischer Edelstahl, Duplex-Edelstahl oder sogar Nickellegierungen ben\u00f6tigt werden. Die Version von API 5CT aus dem Jahr 1988 f\u00fcgte korrosionsbest\u00e4ndige Rohrstahlsorten hinzu, die spezifiziert sind [\u2026]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":2227,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[23],"tags":[],"class_list":["post-2253","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-news"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/wldstainless.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2253","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/wldstainless.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/wldstainless.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wldstainless.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wldstainless.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2253"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/wldstainless.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2253\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2309,"href":"https:\/\/wldstainless.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2253\/revisions\/2309"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wldstainless.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2227"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/wldstainless.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2253"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/wldstainless.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2253"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/wldstainless.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2253"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}