Tillämpning av titanlegeringsmaterial i petroleumindustrin
Titan är en viktig strukturell metall som utvecklades på 1950-talet. Titan kan bilda legeringar med andra metallelement för att förbättra och förbättra dess mekaniska egenskaper och fysikaliska egenskaper för att möta olika behov. Titan och dess legeringar har hög hållfasthet, låg elasticitetsmodul, utmärkt korrosionsbeständighet, god biokompatibilitet och andra egenskaper. De används ofta inom flyg- och rymdfästen, petroleumindustrin, tekniska komponenter, medicinska pacemakers och andra områden.
De titanlegeringsmaterial som används i oljekällarrör utomlands inkluderar främst 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), etc. Med teknikens framsteg används TC4 (Ti-6Al-4V) titanlegering med bra korrosionsbeständighet och hög specifik hållfasthet gradvis i mitt lands oljekällarrör.
De flesta av mitt lands traditionella oljekällarrör är gjorda av kolstål, såsom G105, L80, N80, P110, etc. Olje- och gasutvecklingsmiljön i mitt land är dock relativt hård. Oljekällans rör möter inte bara utmaningarna med hög temperatur och högt tryck när de används under jord, utan måste också motstå de kombinerade effekterna av korrosiva miljöer som H2S, CO2, högkoncentrerad saltlösning/kompletteringsvätska, elementärt svavel och stark syra. Traditionella oljekällor i kolstål klarar inte längre av den hårda servicemiljön.
Oljerör och höljen av titanlegering kommer att utsättas för stora yttre tryckbelastningar under jord. Liu et al. etablerat en ny förutsägelse av hållfasthetsmodell för hölje av titanlegering baserad på hållfasthets- och kompressionskriteriummodellen, och beräknade och jämförde tryckhållfastheten för titanlegeringsrör och stålrör med olika nyckelparametrar. Testresultaten visar att tryckhållfastheten hos titanlegeringsrör är mindre än för stålrör med samma specifikationer. Därför är tryckhållfastheten hos oljerör och höljen av titanlegering avgörande för säkerheten hos rörsträngen under jord.
Utländska forskare Schutz et al. exponerade UNS R56404 titanrör för flytande kvicksilver och genomförde tester med hög spänning, kontinuerlig draghållfasthet och cyklisk belastning under relevanta olje- och gasproduktionsförhållanden. De fann att i flytande kvicksilver vid 232 grader kan titanrör helt motstå försprödning av flytande metall och andra former av miljöförstöring.
De studerade också den sura användningen av UNS R55400 titanlegering under ANSI/NACE MR0175/ISO 15156-standarden. UNS R55400 tillhör titanlegeringen av typen +, som är en ny typ av höghållfast titanlegering speciellt utvecklad för högtemperatur- och högtrycksproduktion av olja och gas. De fann att UNS R55400 titanlegering kan användas i sura saltlösningsmiljöer med upp till 198 g/L klorid (mättad), och kan användas i sura förhållanden med en maximal hårdhet på 41 HRC, en maximal temperatur på 288 grader , med eller utan elementärt svavel, och tål minst 3,45 MPa H2S-partialtryck och 6,9 MPa CO2-partialtryck.
Därför är korrosionsbeständigheten hos oljebrunnsrör av titanlegering bättre än för traditionella oljebrunnsrör i kolstål. För det andra kan den stärkas genom åldringsbehandling för att förbättra dess egna mekaniska egenskaper och har utmärkta egenskaper för att motstå försprödning av flytande metall, svavel- och syrabeständighet. I en servicemiljö med en stor extern tryckbelastning är emellertid tryckhållfastheten hos ett oljekällarrör i titanlegering mycket sämre än det hos oljekällarrör i kolstål. Det finns lite forskning i mitt land om hur man kan förbättra tryck- och böjhållfastheten hos titanlegeringar. Därför är det av stor betydelse att studera hur man bibehåller eller till och med förbättrar styrkan hos titanlegeringsmaterial under höga påfrestningar.
Lämna ett meddelande till oss för fler titananpassade produkter. Kontakta oss för att få de senaste offerterna och specialerbjudanden.
