Classes de tubos de aço inoxidável para campos de petróleo e gás
De modo geral, alguns aços de baixa liga podem atender aos requisitos para ambientes corrosivos de óleo e gás contendo H2S, mas o ambiente corrosivo contendo CO2 ou H2S, CO2, Cl - coexistência onde o aço inoxidável martensítico precisa, aço inoxidável duplex ou mesmo liga à base de níquel . A versão de 1988 da API 5CT adicionou tipos de aço para tubos resistentes à corrosão, especificou o tipo de aço C75 com tipos de aço inoxidável martensítico de 9Cr e 13Cr
Força elevada Mtubo de aço inoxidável artensítico para poço de petróleo
No ambiente úmido com CO2 como gás principal, ocorrem frequentemente danos por corrosão local na tubulação do poço de petróleo, como corrosão por pite e corrosão intergranular, etc. Se Cl – existir, a corrosão local será intensificada. É geralmente considerado que a corrosão pode ser ignorada quando a pressão do dióxido de carbono for inferior a 0,021 MPa, e a corrosão ocorrerá quando a pressão do dióxido de carbono atingir 0,021 MPa. Quando o pCO2 for superior a 0,021 MPa, devem ser tomadas medidas anticorrosivas adequadas. Geralmente, não há danos causados por corrosão quando a fração de CO2 é inferior a 0,05Mpa.
Foi provado que o efeito do uso de um agente de liberação sustentada para prevenir a corrosão do CO2 é limitado, e o efeito do uso de aço com alto teor de cromo, como o aço 9%-13%Cr, é melhor. Desde a década de 1970, alguns poços de gás natural usam tubos de aço inoxidável 9%Cr e 13Cr% para evitar a corrosão do CO2. O American Petroleum Institute (API) recomenda tubos de aço inoxidável martensítico 9Cr e 13Cr (API L80-9Cr e L80-13Cr) para uso padronizado. O aço 13Cr tem melhor resistência à corrosão por CO2, enquanto o aço 9Cr-1Mo tem melhor resistência à corrosão sob tensão por H2S. Em princípio, nenhum dos aços é adequado se o H2S estiver presente numa atmosfera de CO2. Quando existe H2S no poço de petróleo de CO2, a resistência SSCC do tubo do poço de petróleo deve ser melhorada tanto quanto possível, e o tratamento térmico de têmpera e revenido deve ser adotado para obter martensita uniforme e a dureza deve ser controlada abaixo de HRC22, tanto quanto possível .
O tipo de aço inoxidável do poço de petróleo
| Nota | C | Mo | Cr | Não | Cu |
| 9 Cr | ≤0,15 | 0.9-1.1 | 8.0-10.0 | ≤0,5 | / |
| 13 Cr | 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 |
No entanto, os tubos de aço API 13Cr reduziram significativamente a resistência ao CO2 e encurtaram a vida útil quando a temperatura do poço de petróleo atinge 150°C ou mais. A fim de melhorar a resistência à CORROSÃO dos tubos de aço API 13Cr ao CO2 e SSC (sulfeto stress cracking), foram desenvolvidos tubos de aço SUP13Cr de baixo carbono com adição de Ni e Mo. O tubo de aço pode ser usado em ambientes úmidos com altas temperaturas, altas concentrações de CO2 e pequena quantidade de sulfeto de hidrogênio. A estrutura desses tubos é de martensita temperada e ferrita inferior a 5%. A resistência à corrosão ao CO2 pode ser melhorada reduzindo o carbono ou adicionando Cr e Ni, e a resistência à corrosão ao pite pode ser melhorada adicionando Mo. Em comparação com o tubo de aço API 13Cr, a resistência à corrosão ao CO2 e SSC é bastante melhorada. Por exemplo, no mesmo ambiente corrosivo, a taxa de corrosão do tubo de aço API 13Cr é superior a 1 mm/a, enquanto a taxa de corrosão do tubo de aço SUP13Cr é reduzida para 0,125 mm/a. Com o desenvolvimento de poços profundos e ultraprofundos, a temperatura dos poços de petróleo continua a aumentar. Se a temperatura do poço de petróleo aumentar ainda mais para mais de 180 ℃, a resistência à corrosão do tubo do poço de petróleo SUP13Cr também começa a diminuir, o que não pode atender aos requisitos de uso a longo prazo. De acordo com o princípio tradicional de seleção de materiais, aço inoxidável duplex ou liga à base de níquel devem ser selecionados.
Maço inoxidável artensítico tubo para oleoduto
O tubo de gasoduto o transporte de óleo e gás corrosivos requer o mesmo material resistente à corrosão que o tubo do poço de petróleo. Anteriormente, o tubo era geralmente injetado com agentes de liberação sustentada ou materiais resistentes à corrosão, como aço inoxidável bifásico. O primeiro é instável no efeito anticorrosivo em altas temperaturas e pode causar poluição ambiental. Embora o aço inoxidável bifásico tenha boa resistência à corrosão, o custo seja alto e o aporte térmico de soldagem seja difícil de controlar, o pré-aquecimento da soldagem e o tratamento térmico pós-soldagem na construção do local trazem dificuldades. O tubo martensítico 11Cr para ambiente de CO2 e o tubo martensítico 12Cr para ambiente CO2+ traço H2S são colocados em uso. A coluna possui boa soldabilidade, sem pré-aquecimento e tratamento térmico pós-soldagem, suas propriedades mecânicas podem ser iguais às do aço X80 e sua resistência à corrosão é melhor que a da tubulação com agente desmoldante retardado ou tubo de aço inoxidável bifásico.
Tubo de aço inoxidável para gasoduto
| Nota | C | Cr | Não | Mo |
| 11Cr | ≤0,03 | 11 | 1.5 | / |
| 12 Cr | ≤0,03 | 12 | 5.0 | 2.0 |
Tubo duplex de aço inoxidável para a indústria petrolífera
O aço inoxidável martensítico SUP 15Cr não pode atender aos requisitos de resistência à corrosão quando a temperatura do poço de óleo (gás) contendo CO2 excede 200 ℃, e o aço inoxidável duplex com boa resistência a CO2 e Cl - é necessário rachaduras por corrosão sob tensão. Atualmente, 22 Cr e os aços inoxidáveis duplex 25Cr (austenítico e ferrita) são adequados para poços de CO2 acima de 200 ℃, enquanto os fabricantes ajustam o conteúdo de Cr e Ni para ajustar a resistência à corrosão. O aço duplex é composto de ferrita mais a fase austenítica. Além de Cr e Ni, Mo e N podem ser adicionados para melhorar a resistência à corrosão. Além do aço inoxidável duplex ter boa resistência à corrosão em alta temperatura, em comparação com o aço inoxidável martensita, possui melhor resistência à corrosão sob tensão H2S, à temperatura ambiente teste NACE TM 0177-A, em solução A, ambiente de carregamento 85%SMYS, aço inoxidável martensita o aço só pode passar no teste de pressão parcial de 10kPa H2S, o aço inoxidável duplex 25Cr pode passar no teste de pressão parcial de 100kPa H2S.
Em geral, na coexistência de ambientes de CO2 e H2S, ou a pressão parcial de H2S não atinge o nível crítico, mas o Cl- é muito alto, o aço 13Cr (incluindo o aço super 13Cr) não consegue atender aos requisitos, 22 Cr aço inoxidável duplex (ASF 2205) ou aço inoxidável super duplex 25Cr, mesmo aço inoxidável de alto Ni, Cr e ligas à base de Ni e Fe-Ni, como G3, liga 825 contendo mais de 20% Cr, Ni30% são necessários.
