API 5CT Grade L80 Type 13Cr (يشار إليها عادةً باسم '13Cr') هي السبائك الأساسية المقاومة للتآكل (CRA) المستخدمة في صناعة النفط والغاز. إنه عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ مصنوع من مادة المارتنسيت مصمم في المقام الأول لتخفيف 2 تآكل ثاني أكسيد الكربون (التآكل الحلو) في حفر الآبار حيث يتحلل الفولاذ الكربوني القياسي بسرعة كبيرة.
تعريف سريع: 13CR PIPE 13Cr (API 5CT L80-13Cr) هو منتج OCTG من الفولاذ المقاوم للصدأ المارتينسيتي مصمم
2لبيئات قاع البئر الغنية بثاني أكسيد الكربون حتى 300 درجة فهرنهايت (150 درجة مئوية)، ولكنه يقتصر بشكل صارم على
2الضغوط الجزئية المنخفضة H S (<1.5 رطل لكل بوصة مربعة) ويجب أن يظل خاليًا من تلوث الأكسجين لمنع الحفر.
أسئلة ميدانية شائعة حول أنابيب 13CR
لماذا تظهر أنابيب 13Cr الخاصة بي تآكلًا متنقرًا بينما لا تزال على حامل الأنابيب؟
13Cr ليس مقاومًا للصدأ. وهو يعتمد على طبقة أكسيد الكروم السلبية غير المستقرة في الأجواء الرطبة الغنية بالكلوريد (التخزين الساحلي). على عكس الفولاذ الكربوني الذي يشكل صدأًا عامًا، يعاني 13Cr من الحفر الموضعي إذا تم تخزينه بدون طلاء خارجي مناسب أو في ساحات مفتوحة. يمكن أن يصبح الحفر الذي يبدأ أثناء التخزين نقطة تركيز ضغط لتكسير قاع البئر.
هل يمكنني تنفيذ مهمة حمض الهيدروكلوريك القياسية من خلال أنابيب إنتاج 13Cr؟
لا يخلو من مثبطات التآكل المحددة عالية المستوى والمصممة للمعادن. 13Cr حساس للغاية للتآكل الحمضي، خاصة أثناء التدفق الراجع للحمض المستهلك. إذا فشلت حزمة المثبط أو إذا ظل الحمض المستهلك في حفرة البئر لفترات طويلة، فسوف يحدث فقدان كارثي للكتلة وتنقر.
هل يتطلب 13Cr قيم عزم دوران مكياج مختلفة عن الفولاذ الكربوني L80-1؟
نعم، ولكن العامل الحاسم هو عدد الدورات في الدقيقة، وليس عزم الدوران فقط. الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي معرض بشدة للتآكل (التآكل اللاصق). يجب تقليل سرعات التركيب بشكل كبير (غالبًا أقل من 5-10 دورة في الدقيقة) مقارنة بالفولاذ الكربوني لمنع تشابك الخيوط، ويجب استخدام مركبات خيطية غير معدنية محددة معدلة بواسطة API أو متميزة.
المواصفات الفنية ومصيدة الصلابة
لضمان أداء L80-13Cr في الميدان، يجب على المهندسين التحقق من الامتثال لكل من API 5CT (التصنيع) وNACE MR0175 / ISO 15156 (التطبيق). هناك تناقض حاسم بين هذين المعيارين فيما يتعلق بالصلابة.
ما هي حدود التركيب الكيميائي لـ L80-13Cr؟
العنصر (بالوزن%)
حد
الأهمية الهندسية
الكروم (الكروم)
12.0 - 14.0
يوفر السلبية ضد ثاني أكسيد الكربون2.
الكربون (ج)
0.15 - 0.22
محتوى C الأعلى من Super 13Cr يسهل التصلب ولكنه يقلل من قابلية اللحام.
النيكل (ني)
≥ 0.50
حاسم: نقص النيكل يقلل من المتانة ومقاومة التشقق الناتج عن إجهاد الكبريتيد (SSC) مقارنة بـ Super 13Cr.
الموليبدينوم (مو)
-
عادة غائبة أو أثر. نقص الموليبيوم يحد من مقاومة التأليب في الكلوريدات العالية.
الخلاصة: إن غياب النيكل والموليبدينوم في المعيار 13Cr يجعله مختلفًا كيميائيًا عن 'Super 13Cr'، مما يجعله أكثر عرضة للتآكل الموضعي والبيئات الحامضة.
ما هي تعارضات الملكية الميكانيكية؟
العقار
قيمة
ملاحظات
قوة العائد
80.000 - 95.000 رطل لكل بوصة مربعة
مطابق للفولاذ الكربوني L80-1.
API 5CT ماكس صلابة
23 لجنة حقوق الإنسان
حد رفض التصنيع
NACE MR0175 أقصى صلابة
22 لجنة حقوق الإنسان
حد السلامة التشغيلية للتتبع H 2S.
الخلاصة: يجب أن تحدد أوامر الشراء بشكل صريح 'Max 22 HRC per NACE MR0175' لأن الأنابيب المصنعة إلى الحد الأعلى لـ API 5CT (23 HRC) غير متوافقة مع تطبيقات الخدمة الحامضة.
لماذا يعد الفرق 1 HRC بين API وNACE أمرًا بالغ الأهمية؟
في الفولاذ المارتنسيتي، تزداد القابلية للتكسير الناتج عن إجهاد الكبريتيد (SSC) بشكل كبير مع الصلابة. في حين أن 23 HRC مقبول للسلامة الميكانيكية البحتة، فإن البيانات التجريبية تؤكد أن 13Cr المعرض لتتبع H 2S يصبح عرضة للتشقق الهش فوق 22 HRC.
المغلفات التشغيلية والقيود
ما هي الحدود البيئية لـ 13Cr؟
وفقًا لـ NACE MR0175 / ISO 15156-3، فإن L80 Type 13Cr مقبول للاستخدام فقط ضمن النوافذ البيئية الصارمة:
H S: 2الضغط الجزئي < 1.5 رطل لكل بوصة مربعة (10 كيلو باسكال).
مستوى الرقم الهيدروجيني: ≥ 3.5.
درجة الحرارة: تقتصر بشكل عام على أقل من 300 درجة فهرنهايت (150 درجة مئوية) لتجنب الحفر في المحاليل الملحية عالية الكلوريد.
الأكسجين: <10 جزء في المليون (منزوع الهواء تمامًا).
ماذا يحدث إذا دخل الأكسجين المذاب إلى حفرة البئر؟
يعمل الأكسجين كمزيل الاستقطاب الذي يدمر طبقة أكسيد الكروم السلبية. في وجود الكلوريدات (المحلول الملحي)، يؤدي ذلك إلى معدلات تآكل موضعية سريعة يمكن أن تتجاوز 10 مم/سنة، مما يتسبب في فشل الأنابيب في غضون أسابيع.
عندما يكون أنبوب 13Cr هو الاختيار الخاطئ
يعد الفشل في الالتزام بالقيود المعدنية للمعيار 13Cr سببًا رئيسيًا لعمليات صيانة الآبار المبكرة. لا تستخدم هذه المادة إذا:
H 2S > 1.5 رطل لكل بوصة مربعة: المعيار 13Cr سيعاني من تكسير إجهاد الكبريتيد (SSC). الترقية إلى Super 13Cr أو دوبلكس.
يتم تهوية السوائل: إذا لم تتمكن من ضمان بيئة خالية من الأكسجين (على سبيل المثال، بعض آبار حقن المياه أو سوء إدارة سوائل التعبئة)، فسوف يتم حفر 13Cr بقوة. قد تكون هناك حاجة إلى أنابيب مبطنة أو GRE.
درجة الحرارة > 300 درجة فهرنهايت (150 درجة مئوية): يتدهور استقرار الطبقة السلبية، مما يزيد من خطر التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي (SCC) في المحاليل الملحية المركزة.
التحمض بدون مثبطات متخصصة: إذا تم استخدام العبوات الحمضية القياسية، فسوف تتحلل الأنابيب بسرعة.
الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)
هل يمكنني استخدام L80-13Cr في الخدمة الحامضة؟
فقط بشروط. يُسمح به في البيئات 'الحامضة بشكل معتدل' حيث 2يكون الضغط الجزئي لـ H S أقل من 1.5 رطل لكل بوصة مربعة (10 كيلو باسكال) ويكون الرقم الهيدروجيني أعلى من 3.5. إذا تجاوزت البيئة هذه الحدود المحددة، تكون المادة غير متوافقة مع NACE MR0175 وتشكل خطرًا كبيرًا للتشقق الكارثي.
هل سيفشل غلاف 13Cr إذا تم لحامه؟
نعم، بالتأكيد تقريبًا. يحتوي L80-13Cr على مكافئ عالي الكربون، مما يتسبب في تكوين المارتينسيت غير المقسى والهش في المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) عند التبريد. اللحام الميداني محظور. يجب ربط أي ملحقات (الأطواق العائمة والأحذية) عبر وصلات ملولبة أو تتطلب لحامًا في المصنع باستخدام معالجة حرارية معقدة بعد اللحام (PWHT).
ما هو البديل إذا كان H2S مرتفعًا جدًا بالنسبة لـ 13Cr؟
الخطوة الفورية للأعلى هي Super 13Cr (S13Cr) . يخفض S13Cr محتوى الكربون ويضيف النيكل (حوالي 4-6%) والموليبدينوم (1-2%). يعمل هذا التغيير الكيميائي على استقرار البنية المجهرية وتحسين مقاومة H 2S (غالبًا ما يصل إلى 3.0-4.5 رطل لكل بوصة مربعة، اعتمادًا على الرقم الهيدروجيني) والنقر، دون القفز الهائل في التكلفة إلى الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج.
