Aplikácia materiálov z titánových zliatin v ropnom priemysle
Titán je dôležitý konštrukčný kov vyvinutý v 50. rokoch minulého storočia. Titán môže vytvárať zliatiny s inými kovovými prvkami na zlepšenie a zlepšenie jeho mechanických vlastností a fyzikálnych vlastností, aby vyhovovali rôznym potrebám. Titán a jeho zliatiny majú vysokú pevnosť, nízky modul pružnosti, vynikajúcu odolnosť proti korózii, dobrú biokompatibilitu a ďalšie vlastnosti. Sú široko používané v leteckom a kozmickom priemysle, ropnom priemysle, strojárskych komponentoch, lekárskych kardiostimulátoroch a ďalších oblastiach.
Medzi materiály zliatiny titánu používané v potrubiach ropných vrtov v zahraničí patria najmä UNS R56404 (Ti-6Al-4V-0.08Ru), UNS R55400 (Ti-5.5Al{{ 8}}.3Zr-5.7V-1.3Mo-0.10O-0.06Pd), UNSR58640 (Ti-3Al-8V -6Cr-4Zr-4Mo), UNS R56260 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo), atď. S pokrokom v technológii sa titánová zliatina TC4 (Ti-6Al-4V) s dobrou odolnosťou proti korózii a vysokou špecifickou pevnosťou postupne používa v potrubiach ropných vrtov v mojej krajine.
Väčšina tradičných rúr na ropné vrty v mojej krajine je vyrobená z uhlíkovej ocele, ako napríklad G105, L80, N80, P110 atď. Avšak prostredie na rozvoj ropy a zemného plynu v mojej krajine je pomerne drsné. Potrubie ropných vrtov nielenže čelia výzvam vysokej teploty a vysokého tlaku, keď slúžia pod zemou, ale musia odolať aj kombinovaným účinkom korozívneho prostredia, ako je H2S, CO2, vysoko koncentrovaná soľanka/kompletná kvapalina, elementárna síra a silná kyselina. Tradičné rúry na ropné vrty z uhlíkovej ocele už nemôžu spĺňať náročné servisné prostredie.
Rúry a plášte na olej zo zliatiny titánu budú pod zemou vystavené veľkému vonkajšiemu tlaku. Liu a kol. vytvoril nový model predpovede pevnosti oleja z titánovej zliatiny na základe modelu kritéria pevnosti a kompresie a vypočítal a porovnal pevnosť v tlaku rúr z titánovej zliatiny a oceľových rúr s rôznymi kľúčovými parametrami. Výsledky skúšok ukazujú, že pevnosť v tlaku rúr z titánovej zliatiny je nižšia ako pevnosť oceľových rúr s rovnakými špecifikáciami. Preto je pevnosť v tlaku olejových rúr a plášťov z titánovej zliatiny rozhodujúca pre bezpečnosť potrubnej kolóny pod zemou.
Zahraniční vedci Schutz et al. vystavili titánové rúrky UNS R56404 kvapalnej ortuti a vykonali skúšky vysokého napätia, nepretržitého ťahu a cyklického zaťažovania v príslušných podmienkach produkcie ropy a plynu. Zistili, že v tekutej ortuti pri 232 stupňoch môžu titánové rúrky úplne odolávať krehnutiu tekutého kovu a iným formám degradácie životného prostredia.
Študovali tiež kyslé použitie titánovej zliatiny UNS R55400 podľa normy ANSI/NACE MR0175/ISO 15156. UNS R55400 patrí do titánovej zliatiny typu +, čo je nový typ vysokopevnostnej titánovej zliatiny špeciálne vyvinutej pre vysokoteplotné a vysokotlakové služby pri výrobe ropy a plynu. Zistili, že titánová zliatina UNS R55400 môže byť použitá v kyslom prostredí soľanky s chloridom až 198 g/l (nasýtený) a môže byť použitá v kyslých podmienkach s maximálnou tvrdosťou 41 HRC, maximálnou teplotou 288 stupňov, s alebo bez elementárnej síry a vydržia aspoň 3,45 MPa parciálny tlak H2S a 6,9 MPa parciálny tlak CO2.
Odolnosť proti korózii potrubia z titánovej zliatiny je preto lepšia ako odolnosť potrubia na ropné vrty z tradičnej uhlíkovej ocele. Po druhé, môže byť spevnený úpravou starnutím, aby sa zlepšili jeho vlastné mechanické vlastnosti, a má vynikajúce vlastnosti odolnosti voči krehnutiu tekutého kovu, odolnosti voči síre a kyselinám. Avšak v prevádzkovom prostredí s veľkým vonkajším tlakovým zaťažením je pevnosť v tlaku potrubia ropného vrtu zo zliatiny titánu oveľa nižšia ako pevnosť potrubia ropného vrtu z uhlíkovej ocele. V mojej krajine je malý výskum o tom, ako zlepšiť pevnosť v tlaku a ohybe titánových zliatin. Preto je veľmi dôležité študovať, ako zachovať alebo dokonca zlepšiť pevnosť materiálov zliatiny titánu v podmienkach vysokého napätia.
Prosím, zanechajte nám správu pre viac titánových prispôsobených produktov. Kontaktujte nás a získajte najnovšie cenové ponuky a špeciálne ponuky.
