高酸性腐蚀气田用BG2250 -125镍基合金油管开发
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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。