בחירת חומרים קריטריה לגז להרים את הכפופים בסביבה קורוזית

בחירת החומרים הנכונים עבור רכיבי הרמת גז הפועלים בסביבות קורוזיות היא החלטה הנדסית קריטית המשפיעה ישירות על בטיחות תפעולית, ציוד ארוךריכות ויעילות ייצור.גז מורם מערכות משמשים נרחב בייצור שמן וגז כדי להרים נוזלים באופן מלאכותי מבארות שבהן לחץ המאגר הטבעי אינו מספיק.מערכת זו פועלת בתנאים קיצוניים - לחץ גבוה, טמפרטורה גבוהה וחשיפה לסוכנים כימיים אגרסיביים כגון מימן, פחמן דו-חמצני, או פגום, גם מנגנוני בקרה מכניים (HSCO2), לחץ סביבתיים, לחץ מכניים, גם כישלונות, לחץ סביבתיים, לחץ מכניים, או כישלונות, חומר מכניים, כישלונות, או כישלונות, כישלונות, חסו של פחמן, חסומים, או כישלונות, עלולים, לחץ כבד, פחמן, פחמן דו-חמצני, או תותחים, או כישלונות, כישלונות, או תותחנים, ולכן מנגנוני בקרה מכניים, עלולים, עלולים, לחץ כבדות, לחץ כבדות, עלולים, ולכן עלולים, לחץ כבדות, לחץ כבדות, לחץ כבדות, עלולים, עלולים, לחץ כבדות, לחץ כבדות, לחץ כבדות, לחץ כבדות, לחץ כבדות, לחץ כבדות

מאמר זה מספק מדריך מקיף לבחירה חומרית עבור רכיבי הרמת גז בסביבות קורוזיות.We מכנה קריטריונים בחירה מפתח, חומרים נפוצים המאפיינים הביצועים שלהם, תקני תעשייה רלוונטיים, מצבי כישלון, והמלצות מעשיות כדי להבטיח אמינות ארוכת טווח.

הבנת הסביבה הקורוזית ב-Gal Lift Operations

רכיבי הרמת גז נחשפים לתערובת מורכבת של נוזל ייצור, גז הזריקה, ושילוב של contaminants.corrosivity של הסביבה תלוי בגורמים מרובים:

• (FLT:0) H2Sidgen Sulfide (H2Senti): FLT 1 נפוץ בשדות גז sour, H2S גורם sulfide Stress סדקing (SSC) ו- מימן המושרה (HIC) בחומרים רגישים.
• (FLT:0)Carbon Dioxide (CO2): Dissolves 1 במים כדי ליצור חומצה פחמן, המוביל לשחיתות כללית ולתחיל. - לחץ חלקי גבוה CO2 מאיץ את ההתקפה.
• (בקיצור:0) צ'ורידים ו-Brine:FLT:1 [Elevated chloride ריכוזים (במיוחד מעל 1000 ppm) יכולים לגרום לשחיקה ושחיתות בפלדות אל-חלד, והם הנהג העיקרי לדיכוי מתח (SCC).
• (FLT:0) Temperature: FLT:1 טמפרטורות גבוהות יותר בדרך כלל להגדיל את שערי קורוזיה ויכול לשנות מנגנוני כישלונות (למשל, החל מבורכת ל-SCC).
• (FLT:0)pH ו- Acids אורגני:FLT:1 סביבות pH נמוך או נוכחות של חומצות אורגניות (אציות, קדמוניות) להגדיל את קורוזיות.
• (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בנוסף לתנאי הנפילה, רכיבי מעליות גז תת-ימי עשויים לעמוד בפני קורוזיה של מי הים, ההידרדרות ב-UV (עבור לא-מטאליקה), ונזק מכני חיצוני.תהליך בחירה חומרי מקיף חייב לקחת בחשבון את כל המשתנים הללו.

מפתח בבחירה חומרית

התנגדות כימית

הקריטריון החשוב ביותר הוא התנגדות למין הקורטוזי הספציפי הנוכחי.חומרים חייבים להפגין שיעורי קורוזיה מקובלים (בדרך כלל <0.1 מ"מ/שנה עבור קורוזיה כללית) וחסינות להתקפה מקומית כגון פיזור, קורוזיה קריפט, וסדקים בסיוע סביבתי.

עבור סביבות המכילות את ה- NACE MR0175/ISO 15156.H2SFLT:1, חומרים חייבים לעמוד בדרישות המחמירות של NACE MR0175/ISO 15156.זה סטנדרטי מדגימות חומרים מקובלים, מגבלות קשיחות, ותנאי טיפול חום למניעת מפלדות אל-חלד אל-חלדיסטיים כגון 316L יש התנגדות מוגבלת מעל H2S לחץ חלקי ועלולים להיות עמידים יותר כמו סגסוגת מסוג 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2.

עבור ההרחבה:0 (CO2-dominatedddddd:1סביבות, שיעורי קורוזיה ניתן להפחית באמצעות 13Cr מורטטי נירוסטה פלדה או Super 13Cr ציונים, אבל כלורידים וטמפרטורה חייבים להיחשב כדי להימנע מבורכת או SCC. Super duplex פלדות מציעים שילוב מצוין של CO2 ו- chloride התנגדות עבור עתירה גבוהה, , כבדות גבוהה, , , קיבולת גבוהה, .

(FLT:0) לחץ צ'ורידי סדקים ריצוף 1 (FLT: 0) הוא דאגה גדולה. Standard 304 ו 316 נירוסטה פלדות רגישים בטמפרטורות מעל 60 מעלות צלזיוס, במיוחד בנוכחות חמצן.ד.ד.ד. וציונים על-חושיים יש הרבה יותר גבוה התנגדות chloride SCC. בתנאים אגרסיביים חמורים, ⁇ ניקל כמו Alloy 28 (S028) או All25N8)

כוח מכני ואומץ

רכיבי הרמת גז חייבים לעמוד בלחץ שונה גבוה (עד 5000 psi או יותר), טעינה מחזורית במהלך עומס, ופריסה מדי פעם או עומסים.כוח חומרי הוא חיוני, אבל זה חייב להיות מאוזן עם קשיחות כדי למנוע שברים מלוחים. עבור שירות sour לעתים קרובות להטיל מגבלות קשות ( ⁇ HRC 22 או 23 עבור פחמן / נמוך פלדה) כדי להפחית SSC עבור כוח גבוה יותר, משקעים, הם נשלטים, 000 קשה.

קשיחות היא קריטית במיוחד בטמפרטורות נמוכות (למשל, תת-ימי או יישומים קדחתניים) בדיקות השפעה של צ'רפי בטמפרטורה מינימלית עיצוב צריך לעמוד במפרט הפרויקט (בדרך כלל ⁇ 27 J עבור חלקי לחץ).

טמפרטורה סובלנות

טמפרטורות הפעלה במעלית גז יכול לנוע בין מצבים בכזווגניים בחלק מהקווי הזרקת גז ליותר מ-200 מעלות צלזיוס בבארות עמוקות.נכסים חומריים משתנים עם טמפרטורה: ירידה בכוח התשואות, המצמר הופך פעיל בטמפרטורות גבוהות, ומנגנוני קורוזיה עשויים להשתנות.עבור שירות עתירי טמפרטורה גבוהה, חומרים חייבים לשמור על כוח מספיק והתנגדות למחזור מימן.

רכיבה על אופניים גם צריך להיחשב בעת בחירת חומרים עבור שסתום וחותמות, כמו הרחבה שונה יכול לגרום פיה או אובדן של חותם.

עלויות וזמינות

בעוד ⁇ ביצועים גבוהים מציעים עמידות קורוזיה מעולה, הם באים עלות גבוהה משמעותית.ניתוח עלות מחזור חיים צריך לשקול את ההוצאות החומריות הראשוניות נגד תחזוקה מופחתת, פחות כישלונות, וחיי שירות ארוכים יותר. במקרים רבים, שילוב של קלודה עמידת קורוזית או weld overlay על פרויקט תת-עלויות נמוכות יותר (למשל, פחמן עם Inconel , אנו מספקים יותר מדיום) פתרון סגסוגת יעיל.

חביתים והתנגדות

שסתום גז חווה זרימה גבוהה של נוזל בשפע, ואם חול או חלקיקים אחרים erosive נמצאים, אובדן חומרים יכול להיות מהיר.חומרים קשיחים כגון Stellite (מבוסס על צמחי) או ציפויים טונגסטן carbide לעתים קרובות מוחלים על מושבים שסתום, גזעים, וחנק שלישיות. עבור תנאים תוססים מאוד, תוספות קרמיקה או רכיבים קרמיקה מלאים עשויים להיחשב.

חומרים נפוצים ויישומים שלהם

פחמן ושפל נמוך

פלדה פחמן (למשל, AISI 4130, API 5L X-65) הוא האפשרות הכלכלית ביותר עבור סביבות לא קורוזיות או קלות קורוזיות עם עיכוב נאות.עבור הרמת גז, הם בדרך כלל משמשים עבור casing, צ'קוזי, מעכבי מזכר בשירות מתוק.

פלדות סטונסיטי (13Cr, Super 13Cr)

13% כרום נירוסטה פלדות (UNS S42000, S41426) מציעים עמידות CO2 טוב קורוזיה וכוח מתון.הם מתאימים לחנוק ולגז מעלים מנדלים בבארות עם H2S נמוך וכלור מתון. Super 13Cr ציונים (למשל, UNS427) לספק שיפור והתנגדות לשחיקה.

פלדה ללא ספק (316L, 317L, 904L)

316L (UNS S31603) משמש נרחב עבור ציוד פני השטח, קווי הזריקה, ושסתום בסביבות קורוזיות קלות עם chlorides מתחת -500 ppm וטמפרטורות מתחת 60 מעלות צלזיוס, ההתנגדות שלה לבורח ו crevice קורוזיה מוגבלת בהשוואה ⁇ גבוה יותר. 317L מציעה שיפור התנגדות עקב טמפרטורות גבוהות יותר mobdenum. עבור chloride אגרסיבי יותר, 904 (N4L) מספק התנגדות מעולה כדי ⁇ s.

דו-חמצני ו Super דו-חמצני Stainless Steels

ציונים דו-חמצני משלבים מיקרו-מבנה אותרטי וספקטי, המציעים כוח גבוה (בדרך כלל 25-30% גבוה מ-316L) והתנגדות מצוינת לכלוריד SCC ו- פיזור ציונים נפוצים כוללים 22Cr (למשל, UNS S318/S322/S05) ו-25Cr duplex (למשל, UNS750/S60) הם משתמשים במגבלות חמורות כל כך גבוה ב-HRicolfer CR2, אך ורק בטמפרטורות גבוהות יותר ו-HR2CR2, אך הן רגישות גבוהה יותר, ו-R2, לעומת זאת בטמפרטורות גבוהות יותר, ו-R2, הן גבוהות יותר, דחוסות בטמפרטורות גבוהות יותר, לעומת זאת בטמפרטורות גבוהות יותר, הן גבוהות יותר, ו-R.com, ו-R2, הן יכולות להיות מ-HS.

Alloys מבוסס ניקל

⁇ ניקל הם החומרים של אתר נופש אחרון עבור סביבות קורוזיות מאוד, המציע התנגדות H2S, CO2, chlorides, וחומצות אורגניות בטמפרטורות גבוהות ולחץ.

• (FLT:0) Inconel 718FLT:1 (UNS N07718): חוזק גבוה, פריחה מעולה והתנגדות SCC, המשמש עבור שסתום, חותמות, ורכיבי עומס גבוהים מתאים לשירות עד גבול קשיח גבוה יותר ( ⁇ HRC 40) עבור NACE MR0175 כאשר כראוי משקעים.
• (FLT:0) Inconel 625igfLT:1 (UNS N06625): התנגדות כללית ומקומית של קורוזיה, המשמש לעתים קרובות כמגיפה או נלאה על ידי מנדלים וצנרת ביישומים חמורים של אור או עתירה.
• (FLT:0) Alloy 825vyFLT:1 (UNS N08825): התנגדות טובה לחמצות sulfuric ו זרחן, המשמשות לחפות בתאים עם טמפרטורות בינוניות.
• (FLT:0)Monel 400uaFLT:1 (UNS N04400): התנגדות טובה לחומצה הידרופלואורית ומים ים, אך מוגבלת בסביבות חמצון.

קופר-ניקל אלוי ועוד לא-פריגיות

Copper-nickel (90-10 CuNi, 70-30 CuNi) משמש עבור מי הים piping וחילופי חום עקב התנגדות ביו קורוזיה גבוהה, אבל בדרך כלל לא משמש עבור מרכיבים של גז בלחץ גבוה בשל כוח נמוך יותר.

לא-מלייקים ו-Comosites

Thermoplastics (PEEK, PTFE) ו elastomers (FKM, HNBR) משמשים לאטום, מושבים, טבעות אחוריות.בחירתם תלויה תאימות כימית, טמפרטורה ודירוג לחץ. Composite חומרים (למשל, epoxy-glass) עשויים לשמש עבור דחיסה נמוכה או ציפוי נדיר ביישומים בלחץ גבוה.

בדיקות חומרים ותקני Qualification

בחירה חומרית צריכה תמיד להיות מאומתת על ידי בדיקות וציות לסטנדרטים מוכרים.תקני מפתח עבור רכיבי הרמת גז בסביבות קורוזיות כוללים:

• (FLT:0) NACE MR0175/ISO 15156:03FLT:1) Defines חומרים מקובלים עבור שירות H2S. זה מכסה פלדות פחמן, CRAs (סגסוגת עמידת קורוזיה), ולא ממתכתיות. מגבלות, טיפול בחום, ומגבלות סביבתיות עבור כל חומר מוגדרות.
• (FLT:0) ISO 17078:03FLT:1 סדרה של סטנדרטים עבור ציוד להסרת גז (ערכים, מנדלרים, חלקים).
• (FLT:0)API 6AOVA:FLT:1 טובף וציוד עץ, לעתים קרובות החלים על פני השטח של חומרי הרים.specifies שיעורים חומריים עבור תנאים שונים של שירות (למשל, Class A-FF עבור H2S).
• (FLT:0)API 14LIR: 1FLT באופן ספציפי לשסתום גז, מנדלרים וציוד קשור.זה דורש חומרים כדי לעמוד ב-NACE MR0175 עבור שירות sour.
• (FLT:0ASTM/ASME:FLT:1 מפרטים חומריים (למשל, A240 עבור פלדות אל-חלד, A276 עבור ברים) שיטות בדיקה עבור קורוזיה (ASTM G48 עבור פיזור, ASTM A262 עבור קורוזיה intergran corrosion) הם קריטיים.

בנוסף להכשרה חומרית, יש להתאים את ה-FLT:0 (FLT:0) נהלי ההשחה והנכסים המכניים המיועדים. ↑ טיפול בחום כבד, והעבודה הקרה חייבת להיות מוסמכת להבטיח שהרכיב הסופי עומד בהתנגדות המכוונת ובנכסים מכניים.לאחר טיפול חום מוגן (PWHT) עשוי להיות נדרש עבור מרטינסטי או פחמן בשירות כהור.

כישלונם של מכניזם ומניעה

גם עם בחירה חומרית נכונה, כישלונות יכולים להתרחש אם עיצוב, ייצור או תנאי הפעלה מנחות.מנגנוני כשל נפוצים ברכיבי הרמת גז כוללים:

Sulfide Stress Cracking (SSC)

עלויות בסביבות H2S בטמפרטורות מתחת -80 מעלות צלזיוס בחומרים גבוהים מונע: להשתמש בחומרים עם קשיחות מתחת לגבול שצוין (למשל, ⁇ HRC 22 עבור פלדות פחמן), להבטיח טיפול חום תקין, ולהימנע מרעשים חדים.

Chloride Stress Corrosion Cracking (CSCC)

אופייני פלדות אל-חלד אוסטיים בטמפרטורות מעל 60 מעלות צלזיוס בנוכחות כלורידים וחמצן.מניעה: השתמש בסגסוגת דופלקס או ניקל, או לשלוט בחמצן.

הידרוגן-Induced Cracking (HIC) ו- Blistering

נפוץ בפלדות פחמן בשירות סויה עם לחץ חלקי H2S גבוה. Prevention: השתמש בציונים עמידים ב- HIC (למשל, עם תוכן sulfur נמוך, טיפול סידן) או שינוי ב-CRAs.

פיטינגס וקריטר קורוזיה

התקפה מקומית בשל כלורידים בסביבות חמצן.מניעה: להשתמש בחומרים עם מספיק חומרים (מספר ההתנגדות שווה ערך, למשל, PREN ⁇ 40 עבור תנאים חמורים), להימנע מסדקים בעיצוב.

קורוזיה-Corrosion

נגרמת על ידי נוזלי עתירה גבוהה המכילים מוצקות.מניעה: להגדיל עובי הקיר, ליישם קשיח, או להפחית את המהירות באמצעות שינויים עיצוב.

קורוזיה Galvanic Corrosion

כאשר מתכות שונות מתכות מתמזגות באלקטרוליט.מניעה: להימנע מחיבורים חומריים מעורבים במגע עם נוזל קורוזי, או להשתמש ב insulating Spacers /coatings.

מסקנה

בחירה חומרית עבור רכיבי הרמת גז בסביבות קורוזיות היא אתגר רב תחומי המשלב מדע קורוזיה, הנדסה מכנית וכלכלה. גישה שיטתית - החל עם אופי מפורט של הסביבה הטובה (H2S, CO2, chlorides, טמפרטורה, לחץ, לחץ, מוצקות), ואז להתאים תכונות חומריות לתנאים אלה תוך התחשבות בעלויות מחזור חיים - חיוני עבור ניתוח אמין ובטוח.

על מהנדסים להתייעץ עם מהדורות האחרונות של סטנדרטים כגון FLT:0NACE MR0175 / ISO 1515603FLT 1 ו-FLT:2 ISO 17078FLT 3 ו-FLT:4API 14LreaFLT:5 שיתוף פעולה עם ספקים חומריים ומומחים קורוזיון מומלץ במהלך תכנון ורכישה בקפידה.

(ב) לקבלת הדרכה מפורטת יותר על ⁇ ספציפיות, המכון ל-0Nickel InstituteFLT:1 ו-FLT:2 המכון לצנרת פלדה 3 מספק משאבים טכניים יקרי ערך בסופו של דבר, המטרה היא להשיג פתרון חזק ויעיל עלות המבטיח ייצור ללא הפרעה בתנאי אפילו את התנאים השוחקים ביותר.