Roestvrijstalen buiskwaliteiten voor olie- en gasvelden
Over het algemeen kunnen sommige laaggelegeerde staalsoorten voldoen aan de eisen voor een corrosieve olie- en gasomgeving die H2S bevat, maar de corrosieve omgeving die CO2 of H2S, CO2, Cl bevat – coëxistentie waar het martensitische roestvrij staal duplex roestvrij staal of zelfs een legering op nikkelbasis nodig heeft . De 1988-versie van API 5CT voegde corrosiebestendige stalen buizen toe, specificeerde de C75-staalkwaliteit met martensitische roestvrijstalen kwaliteiten van 9Cr en 13Cr
Grote sterkte Martensitische roestvrijstalen pijp voor oliebron
In de natte omgeving met CO2 als hoofdgas treedt vaak lokale corrosieschade aan oliebronleidingen op, zoals putcorrosie en intergranulaire corrosie, enz. Als Cl – aanwezig is, zal de lokale corrosie worden geïntensiveerd. Algemeen wordt aangenomen dat de corrosie kan worden genegeerd wanneer de kooldioxidedruk lager is dan 0,021 MPa, en dat de corrosie zal optreden wanneer de kooldioxidedruk 0,021 MPa bereikt. Wanneer de pCO2 hoger is dan 0,021 MPa, moeten passende anticorrosiemaatregelen worden genomen. Over het algemeen ontstaat er geen schade door putjes als de co2-fractie lager is dan 0,05 MPa.
Het is bewezen dat het effect van het gebruik van een middel met langdurige afgifte om CO2-corrosie te voorkomen beperkt is, en dat het effect van het gebruik van staal met een hoog chroomgehalte, zoals 9%-13%Cr-staal, beter is. Sinds de jaren zeventig hebben sommige aardgasbronnen 9%Cr- en 13Cr%-roestvrijstalen buizen gebruikt om CO2-corrosie te voorkomen. Het American Petroleum Institute (API) beveelt 9Cr en 13Cr martensitische roestvrijstalen buizen (API L80-9Cr en L80-13Cr) aan voor gestandaardiseerd gebruik. 13Cr-staal is beter bestand tegen CO2-corrosie, terwijl 9Cr-1Mo-staal beter bestand is tegen H2S-spanningscorrosie. In principe is geen van beide staal geschikt als H2S aanwezig is in een CO2-atmosfeer. Wanneer H2S aanwezig is in CO2-oliebronnen, moet de SSCC-weerstand van de oliebronpijp voor zover mogelijk worden verbeterd, en moet de afschrik- en ontlaatwarmtebehandeling worden toegepast om uniform martensiet te verkrijgen en moet de hardheid zoveel mogelijk onder HRC22 worden gecontroleerd. .
De roestvrijstalen kwaliteit van oliebron
| Cijfer | C | ma | 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 |
API 13Cr-stalen buizen hebben echter de CO2-bestendigheid aanzienlijk verminderd en de levensduur verkort wanneer de oliebrontemperatuur 150 ℃ of hoger bereikt. Om de CORROSIEweerstand van API 13Cr stalen buizen tegen CO2 en SSC (sulfide spanningsscheuren) te verbeteren, werden SUP13Cr stalen buizen met een laag koolstofgehalte waaraan Ni en Mo toegevoegd waren ontwikkeld. De stalen buis kan worden gebruikt in natte omgevingen met hoge temperaturen, hoge CO2-concentraties en een kleine hoeveelheid waterstofsulfide. De structuur van deze buizen is gehard martensiet en minder dan 5% ferriet. De corrosieweerstand tegen CO2 kan worden verbeterd door koolstof te verminderen of Cr en Ni toe te voegen, en de corrosieweerstand tegen putcorrosie kan worden verbeterd door Mo toe te voegen. Vergeleken met API 13Cr stalen buizen is de corrosieweerstand tegen CO2 en SSC aanzienlijk verbeterd. In dezelfde corrosieve omgeving is de corrosiesnelheid van API 13Cr stalen buizen bijvoorbeeld meer dan 1 mm/a, terwijl de corrosiesnelheid van SUP13Cr stalen buizen wordt verlaagd tot 0,125 mm/a. Met de ontwikkeling van diepe en ultradiepe bronnen blijft de temperatuur van oliebronnen stijgen. Als de oliebrontemperatuur verder wordt verhoogd tot meer dan 180 ℃, begint ook de corrosieweerstand van de SUP13Cr-oliebronpijp af te nemen, wat niet kan voldoen aan de eisen van langdurig gebruik. Volgens het traditionele materiaalkeuzeprincipe moet duplex roestvrij staal of een legering op nikkelbasis worden gekozen.
Martensitisch roestvrij staal pijp voor oliepijpleiding
De pijpleiding pijp het transporteren van corrosieve olie en gas vereist hetzelfde corrosiebestendige materiaal als de oliebronpijp. Voorheen werd de buis meestal geïnjecteerd met middelen voor langdurige afgifte of corrosiebestendige materialen zoals tweefasig roestvrij staal. De eerste heeft een onstabiele anticorrosieve werking bij hoge temperaturen en kan milieuvervuiling veroorzaken. Hoewel tweefasig roestvrij staal een goede corrosieweerstand heeft, zijn de kosten hoog en is de warmte-inbreng van het lassen moeilijk te controleren. Het voorverwarmen van het lassen en de warmtebehandeling na het lassen bij de bouw van de locatie brengen moeilijkheden met zich mee. De martensitische 11Cr leiding voor CO2 omgeving en de martensitische 12Cr leiding voor CO2+ trace H2S omgeving worden in gebruik genomen. De kolom heeft een goede lasbaarheid, zonder voorverwarming en warmtebehandeling na het lassen, de mechanische eigenschappen kunnen gelijk zijn aan X80-staalkwaliteit en de corrosieweerstand is beter dan die van de pijpleiding met vertraagd losmiddel of tweefasige roestvrijstalen buis.
Roestvrij stalen buis voor pijpleiding
| Cijfer | C | Cr | Ni | ma |
| 11Cr | ≤0,03 | 11 | 1.5 | / |
| 12Cr | ≤0,03 | 12 | 5.0 | 2.0 |
Duplex roestvrijstalen buis voor de petroleumindustrie
Het martensitische roestvrij staal SUP 15Cr kan niet voldoen aan de vereisten voor corrosieweerstand wanneer de temperatuur van de olie- (gas)bron die CO2 bevat hoger is dan 200 ℃, en duplex roestvrij staal met goede weerstand tegen CO2 en Cl - spanningscorrosiescheuren zijn vereist. Momenteel, 22Cr en 25Cr duplex (austenitisch en ferriet) roestvrij staal is geschikt voor CO2-bronnen boven 200℃, terwijl fabrikanten het Cr- en Ni-gehalte aanpassen om de corrosieweerstand aan te passen. Duplexstaal bestaat uit ferriet plus de austenitische fase. Naast Cr en Ni kunnen Mo en N worden toegevoegd om de corrosieweerstand te verbeteren. Naast dat duplex roestvrij staal een goede corrosieweerstand bij hoge temperaturen heeft, vergeleken met martensiet roestvrij staal, heeft het een betere weerstand tegen H2S-spanningscorrosie, bij kamertemperatuur NACE TM 0177-A-test, in A-oplossing, 85%SMYS laadomgeving, martensiet roestvrij staal staal kan alleen de 10kPa H2S partiële druktest doorstaan, duplex roestvrij staal 25Cr kan de 100kPa H2S partiële druktest doorstaan.
In het algemeen kan 13Cr-staal (inclusief super 13Cr-staal) niet aan de eisen voldoen in het naast elkaar bestaan van CO2- en H2S-omgevingen, of de partiële H2S-druk bereikt niet de kritische waarde maar Cl- is zeer hoog. 22Cr duplex roestvrij staal (ASF 2205) of superduplex roestvrij staal 25Cr. Zelfs roestvrij staal met een hoog Ni-, Cr-gehalte en op Ni en Fe-Ni gebaseerde legeringen zoals G3, legering 825 met meer dan 20% Cr, Ni30% zijn vereist.
