Petrol ve gaz sahasına yönelik paslanmaz çelik boru kaliteleri

/içinde /tarafından

Genel olarak konuşursak, bazı düşük alaşımlı çelikler, H2S içeren aşındırıcı petrol ve gaz ortamının gereksinimlerini karşılayabilir, ancak CO2 veya H2S, CO2, Cl içeren aşındırıcı ortam, Martensitik paslanmaz çeliğin, dubleks paslanmaz çeliğin veya hatta nikel bazlı alaşımın ihtiyaç duyduğu yerde bir arada bulunur. . API 5CT'nin 1988 versiyonunda korozyona dayanıklı boru çeliği kaliteleri eklendi ve 9Cr ve 13Cr Martensitik paslanmaz çelik kaliteleri ile C75 çelik kalitesi belirtildi.

 

Yüksek güç Mpetrol kuyusu için artensitik paslanmaz çelik boru

 Ana gaz olarak CO2'nin kullanıldığı ıslak ortamda, petrol kuyusu borusunda çukurlaşma korozyonu ve tanecikler arası korozyon vb. gibi yerel korozyon hasarları sıklıkla meydana gelir. Cl – mevcutsa, yerel korozyon yoğunlaşacaktır. Genel olarak Karbondioksit basıncı 0,021MPa'dan düşük olduğunda korozyonun göz ardı edilebileceği, karbondioksit basıncı 0,021MPa'ya ulaştığında korozyonun meydana geleceği düşünülmektedir. pCO2 0,021MPa'dan yüksek olduğunda korozyona karşı uygun önlemler alınmalıdır. Genel olarak, CO2 fraksiyonu 0,05Mpa'dan düşük olduğunda çukurlaşmanın neden olduğu herhangi bir hasar yoktur.

CO2 korozyonunu önlemek için sürekli salınan bir madde kullanmanın etkisinin sınırlı olduğu, 9%-13%Cr çeliği gibi yüksek kromlu çelik kullanmanın etkisinin daha iyi olduğu kanıtlanmıştır. 1970'lerden bu yana, bazı doğal gaz kuyularında CO2 korozyonunu önlemek için 9%Cr ve 13Cr% paslanmaz çelik borular kullanılıyor. Amerikan Petrol Enstitüsü (API), standart kullanım için 9Cr ve 13Cr martensitik paslanmaz çelik boruları (API L80-9Cr ve L80-13Cr) önermektedir. 13Cr çeliği CO2 korozyonuna karşı daha iyi dirence sahipken, 9Cr-1Mo çeliği H2S gerilimli korozyon çatlamasına karşı daha iyi dirence sahiptir. Prensip olarak, CO2 atmosferinde H2S mevcutsa her iki çelik de uygun değildir. CO2 petrol kuyusunda H2S mevcut olduğunda, petrol kuyusu borusunun SSCC direnci mümkün olduğu kadar geliştirilmeli ve tekdüze martensit elde etmek için söndürme ve temperleme ısıl işlemi benimsenmeli ve sertlik mümkün olduğunca HRC22'nin altında kontrol edilmelidir. .

Petrol kuyusunun paslanmaz çelik kalitesi

Seviye C Ay 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

Bununla birlikte, API 13Cr çelik borular, petrol kuyusu sıcaklığı 150°C veya daha yükseğe ulaştığında CO2 direncini önemli ölçüde azalttı ve hizmet ömrünü kısalttı. API 13Cr çelik boruların CO2 ve SSC'ye (sülfit stres çatlaması) karşı KOROZYON direncini arttırmak için Ni ve Mo katkılı düşük karbonlu SUP13Cr çelik borular geliştirildi. Çelik boru, yüksek sıcaklıklarda, yüksek CO2 konsantrasyonlarında ve az miktarda hidrojen sülfit içeren ıslak ortamlarda kullanılabilir. Bu tüplerin yapısı temperlenmiş martensit ve 5%'den az ferrittir. CO2'ye karşı korozyon direnci, karbonu azaltarak veya Cr ve Ni ekleyerek geliştirilebilir ve çukurlaşmaya karşı korozyon direnci, Mo ekleyerek geliştirilebilir. API 13Cr çelik boruyla karşılaştırıldığında, CO2 ve SSC'ye karşı korozyon direnci büyük ölçüde iyileştirilmiştir. Örneğin aynı korozif ortamda API 13Cr çelik borunun korozyon hızı 1 mm/a'dan fazla olurken SUP13Cr çelik borunun korozyon hızı 0,125 mm/a'ya düşer. Derin ve ultra derin kuyuların gelişmesiyle birlikte petrol kuyusu sıcaklığı da artmaya devam ediyor. Petrol kuyusu sıcaklığı 180°C'nin üzerine çıkarılırsa, SUP13Cr petrol kuyusu borusunun korozyon direnci de düşmeye başlar ve bu da uzun süreli kullanım gereksinimlerini karşılayamaz. Geleneksel malzeme seçim prensibine göre dubleks paslanmaz çelik veya Nikel bazlı alaşım seçilmelidir.

 

Martensitik paslanmaz çelik petrol boru hattı için boru

The boru hattı borusu Aşındırıcı petrol ve gazın taşınması, petrol kuyusu borusuyla aynı korozyona dayanıklı malzemeyi gerektirir. Daha önce boruya genellikle sürekli salınan maddeler veya çift fazlı paslanmaz çelik gibi korozyona dayanıklı malzemeler enjekte ediliyordu. Birincisi, yüksek sıcaklıkta korozyon önleme etkisi açısından kararsızdır ve çevre kirliliğine neden olabilir. Çift fazlı paslanmaz çeliğin korozyon direnci iyi olmasına, maliyetinin yüksek olmasına ve kaynak ısı girişinin kontrol edilmesinin zor olmasına rağmen, kaynak ön ısıtması ve kaynak sonrası ısıl işlemin şantiye inşaatında zorlukları beraberinde getirir. CO2 ortamı için martensitik 11Cr boru ve CO2+ iz H2S ortamı için martensitik 12Cr boru devreye alındı. Kolon, ön ısıtma ve kaynak sonrası ısıl işlem olmaksızın iyi kaynaklanabilirliğe sahiptir, mekanik özellikleri X80 çelik kalitesine eşit olabilir ve korozyon direnci, geciktirilmiş ayırıcı madde veya çift fazlı paslanmaz çelik boru içeren boru hattından daha iyidir.

Boru hattı için paslanmaz çelik boru

Seviye C CR Ni Ay
11Cr ≤0,03 11 1.5 /
12Cr ≤0,03 12 5.0 2.0

 

Petrol endüstrisi için dubleks paslanmaz çelik boru

Martenzitik paslanmaz çelik SUP 15Cr, CO2 içeren petrol (gaz) kuyusunun sıcaklığı 200°C'yi aştığında korozyon direnci gereksinimlerini karşılayamaz ve CO2 ve Cl — gerilimli korozyon çatlaklarına karşı iyi dirençli dubleks paslanmaz çelik gerekli olduğunda. Şu anda, 22Cr ve 25Cr dubleks (Östenitik ve Ferrit) paslanmaz çelikler, 200°C'nin üzerindeki CO2 Kuyuları için uygundur; üreticiler ise korozyon direncini ayarlamak için Cr ve Ni içeriğini ayarlar. Dubleks çelik, ferrit artı Östenitik fazdan oluşur. Korozyon direncini arttırmak için Cr ve Ni'nin yanı sıra Mo ve N de eklenebilir. Dubleks paslanmaz çeliğin, martensit paslanmaz çeliğe kıyasla iyi bir yüksek sıcaklık korozyon direncine sahip olmasına ek olarak, oda sıcaklığında NACE TM 0177-A testinde, A çözümünde, 85%SMYS yükleme ortamında, martenzit paslanmazda daha iyi H2S stresli korozyon çatlama direncine sahiptir. çelik yalnızca 10kPa H2S kısmi basınç testini geçebilir, Duplex paslanmaz çelik 25Cr ise 100kPa H2S kısmi basınç testini geçebilir.

 

Genel olarak CO2 ve H2S ortamlarının bir arada bulunması veya H2S kısmi basıncının kritik seviyeye ulaşmaması ancak Cl-'nin çok yüksek olması, 13Cr çeliğinin (süper 13Cr çeliği dahil) gereksinimleri karşılayamaması, 22Cr dubleks paslanmaz çelik (ASF 2205) veya süper dubleks paslanmaz çelik 25Cr, Hatta yüksek Ni, Cr paslanmaz çelik ve G3, alaşım 825 gibi 20% Cr, Ni30%'den daha fazlasını içeren Ni bazlı ve Fe-Ni bazlı alaşımlar gereklidir.