Aplikace materiálů ze slitin titanu v ropném průmyslu
Titan je důležitý konstrukční kov vyvinutý v 50. letech 20. století. Titan může tvořit slitiny s jinými kovovými prvky, aby se zlepšily a zlepšily jeho mechanické vlastnosti a fyzikální vlastnosti, aby vyhovovaly různým potřebám. Titan a jeho slitiny mají vysokou pevnost, nízký modul pružnosti, vynikající odolnost proti korozi, dobrou biokompatibilitu a další vlastnosti. Jsou široce používány v leteckém spojovacím materiálu, ropném průmyslu, strojírenských součástech, lékařských kardiostimulátorech a dalších oborech.
Mezi materiály ze slitin titanu používané v potrubích ropných vrtů v zahraničí patří především 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), atd. S pokrokem technologie se titanová slitina TC4 (Ti-6Al-4V) s dobrou odolností proti korozi a vysokou měrnou pevností postupně používá v potrubí ropných vrtů v mé zemi.
Většina tradičních potrubí ropných vrtů v mé zemi je vyrobena z uhlíkové oceli, jako je G105, L80, N80, P110 atd. Prostředí pro rozvoj ropy a zemního plynu v mé zemi je však poměrně drsné. Potrubí ropných vrtů nejenže čelí výzvám vysoké teploty a vysokého tlaku, když slouží pod zemí, ale také musí odolávat kombinovaným účinkům korozivního prostředí, jako je H2S, CO2, vysoce koncentrovaná solanka/kompletní kapalina, elementární síra a silná kyselina. Tradiční trubky ropných vrtů z uhlíkové oceli již nesnesou drsné provozní prostředí.
Olejové trubky a pláště z titanové slitiny budou pod zemí vystaveny velkému vnějšímu tlakovému zatížení. Liu a kol. vytvořili nový model předpovědi pevnosti oleje z titanové slitiny na základě modelu kritéria pevnosti a komprese a vypočítali a porovnali pevnost v tlaku trubek z titanové slitiny a ocelových trubek s různými klíčovými parametry. Výsledky zkoušek ukazují, že pevnost v tlaku trubek ze slitiny titanu je nižší než pevnost ocelových trubek stejných specifikací. Pevnost v tlaku olejových trubek a pouzder z titanové slitiny je proto rozhodující pro bezpečnost potrubního řetězce pod zemí.
Zahraniční vědci Schutz et al. vystavil titanové trubky UNS R56404 kapalné rtuti a provedl vysoké namáhání, nepřetržité tahové a cyklické zatěžovací testy za příslušných podmínek produkce ropy a plynu. Zjistili, že v kapalné rtuti o teplotě 232 stupňů mohou titanové trubice zcela odolat křehnutí tekutého kovu a dalším formám degradace životního prostředí.
Studovali také kyselé použití titanové slitiny UNS R55400 podle standardu ANSI/NACE MR0175/ISO 15156. UNS R55400 patří do titanové slitiny typu +, což je nový typ vysoce pevné titanové slitiny speciálně vyvinuté pro vysokoteplotní a vysokotlaké služby při výrobě ropy a plynu. Zjistili, že titanová slitina UNS R55400 může být použita v kyselém prostředí solanky s až 198 g/l chloridu (nasyceného) a může být použita v kyselých podmínkách s maximální tvrdostí 41 HRC, maximální teplotou 288 stupňů, s nebo bez elementární síry a vydrží alespoň 3,45 MPa parciální tlak H2S a 6,9 MPa parciální tlak CO2.
Odolnost proti korozi trubek ropných vrtů z titanové slitiny je proto lepší než u tradičních trubek ropných vrtů z uhlíkové oceli. Za druhé, může být zpevněno ošetřením stárnutím, aby se zlepšily jeho vlastní mechanické vlastnosti, a má vynikající vlastnosti odolnosti proti křehnutí tekutého kovu, odolnosti vůči síře a kyselinám. V provozním prostředí s velkým vnějším tlakovým zatížením je však pevnost v tlaku potrubí ropného vrtu ze slitiny titanu mnohem nižší než pevnost potrubí ropného vrtu z uhlíkové oceli. V mé zemi je málo výzkumů, jak zlepšit pevnost v tlaku a ohybu slitin titanu. Proto je velmi důležité studovat, jak zachovat nebo dokonce zlepšit pevnost materiálů slitiny titanu za podmínek vysokého namáhání.
Zanechte nám prosím zprávu pro více produktů přizpůsobených titanu. Kontaktujte nás a získejte nejnovější nabídky a speciální nabídky.
