เกรดท่อสแตนเลสสำหรับแหล่งน้ำมันและก๊าซ

โดยทั่วไป เหล็กโลหะผสมต่ำบางชนิดสามารถตอบสนองความต้องการสำหรับสภาพแวดล้อมของน้ำมันและก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่มี H2S แต่สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่มี CO2 หรือ H2S, CO2, Cl – การอยู่ร่วมกันในที่ที่ต้องการเหล็กกล้าไร้สนิม Martensitic เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ หรือแม้แต่โลหะผสมที่มีนิกเกิล . API 1988CT เวอร์ชันปี 5 ได้เพิ่มเกรดเหล็กท่อที่ทนต่อการกัดกร่อน โดยระบุเกรดเหล็ก C75 ด้วยเกรดสแตนเลส Martensitic ที่ 9Cr และ 13Cr

 

มีความแข็งแรงสูง Mท่อสแตนเลสอาร์เทนซิติกสำหรับบ่อน้ำมัน

 ในสภาพแวดล้อมที่เปียกโดยมีคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซหลัก มักจะเกิดความเสียหายจากการกัดกร่อนเฉพาะที่ของท่อบ่อน้ำมัน เช่น การกัดกร่อนแบบรูพรุนและการกัดกร่อนตามขอบเกรน เป็นต้น หากมี Cl – การกัดกร่อนเฉพาะที่จะรุนแรงขึ้น โดยทั่วไปถือว่าการกัดกร่อนสามารถละเว้นได้เมื่อความดันคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำกว่า 2MPa และการกัดกร่อนจะเกิดขึ้นเมื่อความดันคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 0.021MPa เมื่อ pCO0.021 สูงกว่า 2MPa ควรใช้มาตรการป้องกันการกัดกร่อนที่เหมาะสม โดยทั่วไป ไม่มีความเสียหายที่เกิดจากการเจาะรูเมื่อเศษ co0.021 ต่ำกว่า 2Mpa

ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าผลกระทบของการใช้สารที่มีการปลดปล่อยอย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของ CO2 นั้นมีจำกัด และผลของการใช้เหล็กที่มีโครเมียมสูง เช่น เหล็กกล้า 9% -13% Cr นั้นดีกว่า ตั้งแต่ปี 1970 บ่อก๊าซธรรมชาติบางแห่งได้ใช้ท่อสแตนเลส 9%Cr และ 13Cr% เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของ CO2 American Petroleum Institute (API) แนะนำให้ใช้ท่อสแตนเลสมาร์เทนซิติก 9Cr และ 13Cr (API L80-9Cr และ L80-13Cr) สำหรับการใช้งานที่ได้มาตรฐาน เหล็กกล้า 13Cr มีความทนทานต่อการกัดกร่อนของ CO2 ได้ดีกว่า ในขณะที่เหล็กกล้า 9Cr-1Mo มีความทนทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเค้น H2S ได้ดีกว่า โดยหลักการแล้ว เหล็กไม่เหมาะหาก H2S มีอยู่ในบรรยากาศ CO2 เมื่อมี H2S อยู่ในบ่อน้ำมัน CO2 ควรปรับปรุงความต้านทาน SSCC ของท่อบ่อน้ำมันให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และควรใช้การอบชุบด้วยความร้อนและการแบ่งเบาบรรเทาเพื่อให้ได้มาร์เทนไซต์ที่สม่ำเสมอและควรควบคุมความแข็งให้ต่ำกว่า HRC22 ให้มากที่สุด .

บ่อน้ำมันเกรดสแตนเลส

เกรด	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

อย่างไรก็ตาม ท่อเหล็ก API 13Cr ได้ลดความต้านทาน CO2 ลงอย่างมากและอายุการใช้งานสั้นลงเมื่ออุณหภูมิบ่อน้ำมันสูงถึง 150 ℃ หรือสูงกว่า เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของท่อเหล็ก API 13Cr ให้เป็น CO2 และ SSC (การแตกร้าวของความเครียดซัลไฟด์) ท่อเหล็ก SUP13Cr คาร์บอนต่ำที่เติม Ni และ Mo ได้ได้รับการพัฒนาขึ้น ท่อเหล็กสามารถใช้ได้ในสภาพแวดล้อมเปียกที่มีอุณหภูมิสูง ความเข้มข้นของ CO2 สูง และไฮโดรเจนซัลไฟด์ในปริมาณเล็กน้อย โครงสร้างของท่อเหล่านี้เป็นมาร์เทนไซต์แบบเทมเปอร์และเฟอร์ไรท์น้อยกว่า 5% ความต้านทานการกัดกร่อนต่อ CO2 สามารถปรับปรุงได้โดยการลดคาร์บอนหรือเพิ่ม Cr และ Ni และสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนต่อรูพรุนได้โดยการเพิ่ม Mo เมื่อเทียบกับท่อเหล็ก API 13Cr ความต้านทานการกัดกร่อนของ CO2 และ SSC นั้นดีขึ้นอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนเดียวกัน อัตราการกัดกร่อนของท่อเหล็ก API 13Cr มากกว่า 1 มม./a ในขณะที่อัตราการกัดกร่อนของท่อเหล็ก SUP13Cr ลดลงเหลือ 0.125 มม./a ด้วยการพัฒนาของหลุมลึกและลึกพิเศษ อุณหภูมิของบ่อน้ำมันยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง หากอุณหภูมิของบ่อน้ำมันเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 180 ℃ ความต้านทานการกัดกร่อนของท่อบ่อน้ำมัน SUP13Cr ก็เริ่มลดลงเช่นกัน ซึ่งไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของการใช้งานในระยะยาว ตามหลักการเลือกวัสดุแบบดั้งเดิม ควรเลือกเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์หรือโลหะผสมนิกเกิล

 

Mสแตนเลสอาร์เทนซิติก ท่อส่งน้ำมัน

ท่อส่งน้ำมันและก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนต้องใช้วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนเช่นเดียวกับท่อบ่อน้ำมัน ก่อนหน้านี้ ท่อมักจะถูกฉีดด้วยสารที่มีการปลดปล่อยอย่างต่อเนื่องหรือวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน เช่น สแตนเลสแบบสองเฟส อดีตไม่เสถียรในฤทธิ์ต้านการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงและอาจทำให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม แม้ว่าเหล็กกล้าไร้สนิมแบบสองเฟสจะมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดี แต่ต้นทุนก็สูง และความร้อนจากการเชื่อมก็ควบคุมได้ยาก การอุ่นก่อนการเชื่อมและการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อมในการก่อสร้างไซต์ทำให้เกิดปัญหา ท่อมาร์เทนซิติก 11Cr สำหรับสภาพแวดล้อม CO2 และท่อมาร์เทนซิติก 12Cr สำหรับสภาพแวดล้อม H2S ติดตาม CO2+ ถูกนำไปใช้ คอลัมน์มีความสามารถในการเชื่อมได้ดีโดยไม่ต้องให้ความร้อนก่อนและหลังการเชื่อม สมบัติเชิงกลของมันสามารถเท่ากับเกรดเหล็ก X80 และความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่าท่อที่มีสารหน่วงการปลดปล่อยหรือท่อสแตนเลสแบบสองเฟส

ท่อสแตนเลสสำหรับท่อ

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

 

ท่อสแตนเลสดูเพล็กซ์สำหรับอุตสาหกรรมปิโตรเลียม

เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก SUP 15Cr ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดความต้านทานการกัดกร่อนเมื่ออุณหภูมิของบ่อน้ำมัน (ก๊าซ) ที่มี CO2 เกิน 200 ℃ และเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ที่มีความต้านทานที่ดีต่อ CO2 และ Cl — รอยแตกจากการกัดกร่อนของความเค้น ปัจจุบัน, 22Cr และสเตนเลสสตีลดูเพล็กซ์ 25Cr (ออสเทนนิติกและเฟอร์ไรท์) เหมาะสำหรับบ่อ CO2 ที่อุณหภูมิสูงกว่า 200 องศาเซลเซียส ในขณะที่ผู้ผลิตจะปรับปริมาณ Cr และ Ni เพื่อปรับความต้านทานการกัดกร่อน เหล็กกล้าดูเพล็กซ์ประกอบด้วยเฟอร์ไรท์และเฟสออสเทนนิติก นอกจาก Cr และ Ni แล้ว ยังสามารถเพิ่ม Mo และ N เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนได้อีกด้วย นอกจากเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์แล้วยังมีความต้านทานการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงได้ดี เมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนไซต์แล้ว ยังมีความทนทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเค้น H2S ได้ดีกว่า ที่อุณหภูมิห้องการทดสอบ NACE TM 0177-A ในสารละลาย A สภาพแวดล้อมการโหลด SMYS 85% เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนไซต์สามารถผ่านการทดสอบแรงดันบางส่วน 10kPa H2S เท่านั้น เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 25Cr สามารถผ่านการทดสอบแรงดันบางส่วน 100kPa H2S

 

โดยทั่วไปในการอยู่ร่วมกันของ CO2 และ H2S สภาพแวดล้อมหรือความดันบางส่วน H2S ไม่ถึงวิกฤต แต่ Cl- สูงมาก 13Cr เหล็ก (รวมถึงเหล็ก 13Cr ซุปเปอร์) ไม่สามารถตอบสนองความต้องการ 22Cr เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ (ASF 2205) หรือเหล็กกล้าไร้สนิมซูเปอร์ดูเพล็กซ์ 25Cr, เหล็กกล้าไร้สนิม Ni, Cr สูง และโลหะผสมที่มี Ni-based และ Fe-Ni เช่น G3, โลหะผสม 825 ที่มี Cr มากกว่า 20%, Ni30%