高酸性腐蚀气田用BG2250 -125镍基合金油管开发
- 格式:pdf
- 大小:1009.20 KB
- 文档页数:4
Hastelloy G-3文章来源:《哈氏合金百科大全》Hastelloy G3合金简称哈氏G3,是一种机能良好的镍基耐蚀合金,属于含Mo、Cu 的Ni-Cr-Fe系,它具备优良的抗氧化和大气腐蚀及抗应力腐蚀开裂才气,而且具备较高的抗片面腐蚀(点蚀、缝隙腐蚀)的才气。
合金中由于含有较高的Fe,相对于别的镍基耐蚀合金具备成本低的特色。
G3合金经常使用于烟气脱硫体系、造纸、磷酸制造蒸汽发生器和热互换器中。
用该合金制成的油井管具备优异的抗H2S、CO2、Cl-腐蚀机能,是酸性气田油井管的最好选材。
当前,天下局限内惟有日本住友、美国SMC、德国V&M以及瑞典Sandvik 能够制造。
元素组成G3镍基耐蚀合金以抗液体介质(室温,偶然也可高于室温)腐蚀才气为其主要机能。
含镍量普通不超过70%,主要增长Cu,Cr,Mo,Fe,W等,以适应种种不同化学性子的工作介质。
其主要合金化道理以下:镍:基体元素,具备很好的延展性,面心立方结构,结构稳定,能够包容大批的合金元素。
对碱溶液有极佳的抵抗才气。
铝:作为脱氧剂,冶炼时去除融化金属的氧。
碳:无益元素,会导致碳化物的形成,导致晶界敏化,降低腐蚀机能。
铬:主要的合金元素,加强对氧化性溶液(如硝酸,铬酸)的抵抗才气,同时加强对片面腐蚀的抵抗才气(如点蚀、缝隙腐蚀)。
铜:加强对非氧化性溶液的抵抗才气(如盐酸、稀硫酸)。
铁:在满足应用机能的环境下用来降低成本,但是应用铁质模具和废料来制造就不能够免包括少许铁的因素。
钨和钼:加强对氧化性溶液的抵抗才气(如盐酸、稀硫酸),加强对片面腐蚀的抵抗才气。
铌和钒:原来用于固定碳元素。
硅:无益元素,原质料冶炼中带过来,要尽可能的降低,硅会稳定碳化物和金属间化合物,如σ相、μ相。
微观结构G3合金再结晶后,随着保温时间的延伸,奥氏体晶粒发生了长大和粗化,有的晶界片面有二次再结晶制造并发生长大;晶粒度随着温度的增高长大粗化的更彰着,这是因为随着温度抬高,位错密度减小,晶界迁徙速率变快,晶粒长大速度变大;在别的变形条件相像的条件下,初始晶粒度大小和再结晶后的晶粒大小没有势必的联系,总体来说初始晶粒度越大再结晶晶粒越大,但长大规则不彰着;在别的变形条件势必的环境下,随着应变速率的抬高,再结晶晶粒变细,这是因为在别的变形条件相像的环境下,应变速率越高,变形后的位错密度越大,再结晶的驱动力越大,形核率也越高,于是再结晶晶粒越多,晶粒尺寸越小;随着变形温度抬高,晶粒尺寸增长较大,其原因是在别的变形条件相像的环境下,变形温度越高,质料的位错密度越小,导致再结晶时形核率削减;同时温度越高再结晶的晶粒的长大速度越快,后形核的再结晶核来不及长大就被先长大的大晶粒兼并,从而再结晶过程当中能长大的晶粒数削减,再结晶晶粒变粗。
58卷增刊1 2017年11月中国造船SHIPBUILDING OF CHINAVol.58 Special 1Nov. 2017文章编号:1000-4882 (2017) Sl-0475-08钛合金油井管研究开发宋生印\刘强、郭淑君2(1.中国石油集团石油管工程技术研究院,西安710077;2.忠世高新材料股份有限公司,丹东118300)摘 要被称为海洋金属的钛合金,具有独特的耐海水腐蚀、冲蚀性能。
论文通过全面探讨钛合金管用作油丼管 的材料优势,针对钛合金管材独特的力学、机械性能,在特殊螺纹设计开发、酸化缓蚀剂研究开发等方面开 展系统研究,解决了一系列技术难题,成功开发出钬合金油井管,为我国高腐蚀环境下管材选用和深层油气 开发提供了一种具有战略意义的新型材料。
关键词:钬合金;油丼管;耐蚀性;抗粘扣中图分类号:TE931.204 文献标识码:A〇引言钛合金是20世纪50年代开始开发应用的一种重要金属,因其具有优异的耐海水腐蚀、冲蚀性能, 常被称为“海洋金属”。
钛及钛合金密度小,比强度高,耐硫化氢、二氧化碳、氯离子及海水等腐蚀性 能优异,中高温力学性能好,具有优良的抗疲劳和抗蠕变性能,钛合金管材的制造工艺成熟,在石油 化工行业有巨大的应用潜力。
国际上钛合金油井管的开发与使用较早,上世纪90年代美国就已经实现了钛合金管材在石油天然 气勘探开发领域的工业化应用。
应用最为成熟的是美国R M I公司[1],该公司于上世纪90年代开发设计 出一种合金组元简单,合金含量低,材料成本低廉,加工性能良好的a+p型Gr. 28钛合金用于油井管 的生产制造,在满足油气生产的强度与耐蚀性要求的前提下,显著降低了钛合金油井管的生产成本。
同时,该合金有良好的机械加工性能以及优良的可焊性,热处理工艺简单,无需时效处理,具有高断 裂軔性、高疲劳裂纹抗力和良好的延展性。
在此基础上美国R M I公司成功地研制出钛合金材质的套管、油管、连续管、钛合金钻杆、钛合金海洋钻井隔水管和悬链式立管等产品[2],并都成功应用于石油天 然气行业。
抗酸腐蚀管线钢X65MS的研制开发文小明;陈宇【期刊名称】《金属世界》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P42-45)【作者】文小明;陈宇【作者单位】本钢产品研究院,辽宁本溪 117000;本钢产品研究院,辽宁本溪117000【正文语种】中文内容导读石油天然气由于更加清洁环保,在能源市场上越来越受大众青睐,因此改善油气输送的条件与质量对开发酸性油气田有着重要作用。
文章基于抗酸腐蚀管线钢的特点,针对合金元素和组织形态对力学性能、冲击韧性、落锤、维氏硬度和抗HIC性能影响进行研究,指出以铁素体/针状铁素体+少量珠光体/MA组织为主的管线钢X65MS,抗硫化氢性能稳定,各项指标均满足标准要求,是更为经济、安全与环保的油气输送管材。
抗酸腐蚀管线钢主要用于输送富含酸性介质的油气管道,对钢材的耐酸腐蚀性能、强韧性、焊接性能要求较高,对钢厂的技术水平、生产设备水平也要求严格,开发难度大。
国内抗酸腐蚀管线钢发展较晚,从20世纪90年代才逐渐开始进行研发[1-2],首钢和宝鸡钢管都研制出了X52、X60、X65、X70抗酸性腐蚀的焊管,其中宝鸡钢管的抗H2S腐蚀X65MS焊管已批量生产并应用于阿曼管线。
随着国内外酸性油气的开采及输送要求增加,对抗酸腐蚀管线钢的需求日益增加。
为满足市场需求,拓展抗酸腐蚀管线钢市场,本钢研发了抗酸腐蚀管线钢X65MS。
X65MS管线钢依据低碳、纯净、均匀、细晶粒的设计思路,采用超洁净冶炼工艺和组织均质化轧制与冷却控制技术,包括深脱硫技术、氮控、全氧控制及炉外精炼技术、Si-Ca 处理技术等,得到晶粒细小均匀,带状组织、夹杂物等缺陷极少的多边形铁素体、针状铁素体以及少量富碳相组织。
成分设计本钢抗酸腐蚀管线钢X65MS成分设计主要采用低C、低 Mn,严格控制 P、S 杂质含量,添加微合金元素Nb、V、Ti ,通过析出强化、细晶强化来弥补由于低C、低Mn造成的强度损失。
油井管使用手册w.b a o s t e e l.c o mw w油井管使用手册宝山钢铁股份有限公司(简称“宝钢股份”)是中国最大、最现代化的钢铁联合企业。
宝钢股份以其诚信、人才、创新、管理、技术诸方面综合优势,奠定了在国际钢铁市场上世界级钢铁联合企业的地位。
公司座落于中国上海。
一期工程始建于1978年12月23日,1985年9月15日建成投产;二期工程1991年6月投入正式生产;三期工程2000年底全部建成。
2000年2月3日,公司创立成为股份公司,同年12月12日在中国成功上市。
公司专业生产高技术含量、高附加值的钢铁产品。
在汽车制造、家电生产、石油开采、油气输送、压力容器、集装箱用材等领域,宝钢股份在成为中国市场主要钢材供应商的同时,产品出口日本、韩国、欧美四十多个国家和地区。
钢管条钢事业部是宝钢股份的管材生产单元,其中钢管生产线共6条。
分别是无缝钢管厂、HFW焊管厂、UOE焊管厂、鲁宝钢管、烟宝钢管和精密钢管厂。
其中无缝钢管厂包括三条油套管加工线、一条钻杆生产线、两条高压锅炉管生产线、两条一般管生产线,年产80万吨无缝钢管;HFW焊管厂年产30万吨管线管、套管、结构管(圆管、方矩形)等直缝焊管产品;UOE焊管厂年产直缝埋弧焊管50万吨;鲁宝钢管年产无缝钢管30万吨;精密钢管厂年产无缝钢管15万吨;烟宝钢管年产无缝钢管50万吨。
另外,宝钢股份特钢事业部已建成6000吨热挤压+Φ180冷轧机组,年产无缝钢管2万吨,主要生产镍基合金油套管。
宝钢钢管条钢事业部以先进技术、设备、管理和良好的信誉,保证提供高质量的产品和服务,令客户满意。
我公司已贯彻了行之有效的质量控制和质量保证体系,长远规划、保持、控制并改进产品的质量。
H 2S腐蚀实验设备金相实验设备拉伸试验机高压釜设备宝钢股份采用国际先进的质量管理体系,主要产品均获得国际权威机构认可。
公司获得了英国BSI公司颁发的质量、环保和安全综合管理体系证书IMS (ISO 9001、ISO/TS 16949、ISO14001、ISO 18001)、华夏认证中心 (CCCI) 颁发的ISO 14001环境管理体系证书以及国家质量监督检验检疫总局颁发的完善计量检测体系证书。
高含硫化氢气田自控阀门选型设计王志强【摘要】The volume fraction of hydrogen sulfide is very high in naturalgas of high hydrogen sulfide gas paring to that for normal gas field,there are great difference in the wet parts materials and selection and design of process control valves.The wet parts materials must meet the American national association of corrosion engineers (NACE) standardsand Chinese standards to sufficiently prevent sulfide stress cracking (SSC),stress corrosion cracking (SCC) and hydrogen induced cracking (HIC).In view of hypertoxicity and corrosiveness of hydrogensulfide,structure and performance characteristics of process control ball valves,selfcontained hydraulic gate valves are introduced.Attentions on process control valve selection and design for high hydrogen sulfide gas filed are discussed.As well as reasonable proposals are provided.%高含硫化氢气田由于天然气中硫化氢的体积分数很高,在自控阀门的接液材质、选型设计方面与普通的气田相比有很大的差别,接液材质必须满足美国防腐蚀工程师协会(NACE)的标准以及中国的相关标准,可以有效防止硫化物应力开裂(SSC)、应力腐蚀开裂(SCC)以及氢致开裂(HIC)等.针对硫化氢的剧毒性和腐蚀性,介绍了自控球阀、自力液压闸板阀的结构及性能特点,探讨了高含硫化氢气田自控阀门选型设计时的注意事项,给出了相应的合理化建议.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2018(054)001【总页数】4页(P54-57)【关键词】高含硫化氢气田;接液材质;阀门;密封型式【作者】王志强【作者单位】中石化石油工程设计有限公司,山东东营257026【正文语种】中文【中图分类】TH862根据相关的石油天然气行业标准[1],高含硫化氢气田通常是指硫化氢体积分数不小于5%的天然气气田。
论文题目:高温高含硫井口防喷器用718耐蚀合金的应用研究专业:材料物理与化学硕士生:祝恒倩(签名)导师:赵国仙(签名)摘要井控设备是对油气井实施压力控制,对事故进行预防、监测、控制,实现安全钻井的可靠保证,尤其是防喷器在控制井喷时发挥着重要作用。
选用整体性能表现优良的镍基合金作为井口装置用材一定程度上满足高酸性油气田开发需要,但随着腐蚀环境日趋苛刻,材料在高温高含硫环境中的耐蚀性仍值得探讨。
本文在国内外镍基合金相关应用研究调研基础上,首先对镍基合金718在高温高含H2S/CO2的模拟油田地层产出水环境中腐蚀规律以及腐蚀行为特征进行了研究。
结果表明,在四种不同腐蚀环境中,镍基合金718腐蚀轻微且表现出均匀腐蚀特征,升高温度或者是增大H2S/CO2分压比,试样的腐蚀速率略有增加,变化不明显。
在模拟最苛刻腐蚀条件下,经过720h的腐蚀,四点弯曲SCC试样未发生断裂,缝隙腐蚀试样局部特征不明显且失重很小,表现出良好的抗应力腐蚀和缝隙腐蚀能力。
其次,对未腐蚀试样和经苛刻条件腐蚀后试样表面钝化膜进行XPS深度溅射表明,腐蚀前钝化膜是一个具有双极性的薄膜,由两层构成,表层主要为Ni、Cr的氢氧化物和氧化物,内层主要为Ni、Cr的氧化物。
腐蚀后,钝化膜外层存在大量金属硫化物,过渡层以Ni、Cr的氢氧化物为主,内层为金属氧化物及其对应的金属单质。
膜层结构向硫化物的转变,加重了镍基合金718的腐蚀。
最后,对镍基合金718在模拟高含H2S/CO2腐蚀条件下进行了极化曲线、动电位循环极化曲线及交流阻抗谱测试。
无缝隙镍基合金718试样的电化学测试结果表明,相较于单独的CO2腐蚀体系,H2S的加入造成钝化膜稳定性下降,极化曲线出现多次活化-钝化转变,交流阻抗曲线的拟合结果也表明,H2S的存在使得极化电阻减小,活性离子穿过钝化膜所产生的阻力下降,保护性能降低。
缝隙腐蚀试样的电化学测试结果表明,在H2S/CO2共存腐蚀体系中,不同温度条件下的循化极化曲线均相交于阳极极化区,显示良好的钝化和再钝化能力,且随温度升高,EIS图谱拟合的容弧抗半径逐渐减小,缝隙腐蚀敏感性增加;对比仅含CO2和仅含H2S条件下的循环极化曲线发现,溶液中高含量CO2的存在增大合金的缝隙腐蚀倾向,而在H2S腐蚀体系中718合金的封闭滞后环面积则很小,显示较强耐蚀能力,同时H2S环境中的腐蚀极化电阻大于CO2腐蚀条件下的极化电阻。