API 5CT L80 درجه پوشش پایه ترش است - اولین پله بالاتر از نمرات فولاد کربنی استاندارد (N80، K55) زمانی که چاهی با H2S مواجه می شود یا برای فروپاشی یا یکپارچگی اتصال نیاز به کنترل عملکرد دقیق تری دارد. مشخصه تعیین کننده آن فقط حداقل استحکام نیست، بلکه یک باند تسلیم کنترل شده (552-655 مگاپاسکال) و سقف سختی اجباری 23 HRC است - ویژگی هایی که آن را با NACE MR0175 / ISO 15156 در محیط های H2S ملایم و قابل پیش بینی در طراحی با ریزش بالا قابل پیش بینی می کند.
ZC Steel Pipe پوشش و لوله API 5CT L80 را در هر سه زیرگرید - L80-1، L80-9Cr و L80-13Cr - به PSL1 و PSL2، با اسناد کامل MTC و بازرسی شخص ثالث، تولید و صادر میکند. با پروژه های تکمیل شده OCTG در سراسر آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی، از مهندسین از انتخاب درجه تا بازرسی نهایی پشتیبانی می کنیم. این راهنما هر چیزی را که برای تعیین صحیح L80 لازم است را پوشش می دهد.
مطالب
API 5CT L80 چیست؟
درجات فرعی L80: L80-1، L80-9Cr، L80-13Cr
خواص شیمیایی و مکانیکی
L80 در مقابل N80 - تفاوت های کلیدی
PSL1 در مقابل PSL2 برای L80
سرویس ترش: L80 و NACE MR0175
اتصالات و نخ
برنامه های کاربردی توسط Well Environment
سوالات متداول
1. API 5CT L80 چیست؟
API 5CT L80 یک درجه پوشش و لوله است که در API Specification 5CT - استاندارد حاکم برای کالاهای لولهای کشور نفت (OCTG) تعریف شده است. پیشوند 'L' یک محدوده عملکرد کنترل شده را نشان می دهد (که آن را از درجه های 'N' که سقف تسلیم ندارند متمایز می کند) و '80' حداقل کف قدرت تسلیم 80000 psi را نشان می دهد.
API 5CT L80 — CORE IDENTITY حداقل استحکام تسلیم: 552 مگاپاسکال (80000 psi) · حداکثر استحکام تسلیم: 655 مگاپاسکال (95000 psi) · حداقل استحکام کششی: 655 مگاپاسکال (95000 psi) · حداکثر سختی 23 HBW2 (HBW2) و خلق و خو (اجباری) · زیرمجموعه های موجود: L80-1، L80-9Cr، L80-13Cr · استاندارد: API 5CT / ISO 11960
سه ویژگی L80 را از تمام گریدهای کنترل نشده متمایز می کند و آن را به گزینه استاندارد برای چاه های خورنده یا حاوی H2S تبدیل می کند:
حداکثر تسلیم کنترل شده (655 مگاپاسکال): از ریزساختارهای بیش از حد سخت که هنگام فراتر رفتن استحکام تسلیم از آستانه NACE تشکیل می شوند جلوگیری می کند - برای مقاومت SSC در محیط های H2S حیاتی است.
محدودیت سختی اجباری (23 HRC): سقف سختی NACE MR0175 / ISO 15156-2 برای لوله های کربنی و فولادی کم آلیاژ در سرویس ترش - L80-1 به طور خاص برای مطابقت طراحی شده است.
عملیات حرارتی اجباری Q&T: بر خلاف N80 (که می تواند نرمال یا Q&T شود)، L80 برای دستیابی به ریزساختار کنترل شده نیاز به خاموش کردن و تمپر دارد - این اختیاری نیست و نمی توان از آن چشم پوشی کرد.
L80 یک ماده واحد نیست - یک خانواده از سه زیرگرید متالورژیکی متمایز است که شرایط سختی و بازده یکسانی دارند اما اساساً در محتوای آلیاژ، مقاومت در برابر خوردگی و پوشش کاربرد متفاوت هستند.
L80-1 (فولاد کربنی)
نوع آلیاژ:
فولاد کربن منگنز
محتوای Cr:
مهم نیست
سرویس ترش:
بله - H2S خفیف (NACE)
مقاومت CO2:
محدود - نیاز به مهار دارد
استفاده معمولی:
چاه های گاز ترش، تشکیلات حاوی H2S
L80-9Cr
نوع آلیاژی:
فولاد آلیاژی کروم 9٪
محتوای Cr:
8.0-10.0٪
خدمات ترش:
محدود - سطح H2S را بررسی کنید
مقاومت CO2:
خوب - بهتر از L80-1
استفاده معمولی:
محیط های CO2 متوسط، تزریق بخار
L80-13Cr
نوع آلیاژ:
13% کروم مارتنزیتی ضد زنگ
محتوای Cr:
12.0-14.0٪
سرویس ترش:
فقط شیرین تا خفیف ترش
مقاومت CO2:
عالی - محافظت از فیلم غیرفعال
استفاده معمولی:
چاه های میعانات گازی غنی از CO2
نکته فیلد - L80-13Cr یک درجه خدمات ترش نیست این یکی از رایج ترین خطاهای مشخصات در تهیه OCTG است. محتوای کروم 13% L80-13Cr مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی شیرین (با غالب CO2) ایجاد می کند، اما ریزساختار مارتنزیتی نسبت به ترک خوردگی استرس سولفیدی (SSC) بالاتر از فشارهای جزئی H2S بسیار پایین (معمولاً > 0.05 psi / 0.003 MPa) حساس است. اگر چاه شما دارای H2S معنیداری باشد، L80-13Cr به شرایط NACE MR0175 / ISO 15156-3 نیاز دارد - و استاندارد L80-13Cr اغلب از کار میافتد. برای چاه هایی با CO2 و H2S قابل توجه، Super 13Cr (شیمی اصلاح شده، سختی کمتر) یا ضد زنگ دوبلکس مورد نیاز است. ببینید:
متالورژی L80-13Cr: ترکیب، انفعال و شکاف فوق العاده →
3. خواص شیمیایی و مکانیکی
3.1 خواص مکانیکی (API 5CT)
اموال
L80-1
L80-9Cr
L80-13Cr
حداقل قدرت تسلیم
552 مگاپاسکال / 80000 psi
552 مگاپاسکال / 80000 psi
552 مگاپاسکال / 80000 psi
حداکثر قدرت تسلیم
655 مگاپاسکال / 95000 psi
655 مگاپاسکال / 95000 psi
655 مگاپاسکال / 95000 psi
حداقل استحکام کششی
655 مگاپاسکال / 95000 psi
655 مگاپاسکال / 95000 psi
655 مگاپاسکال / 95000 psi
حداکثر سختی
23 HRC / 255 HBW
23 HRC / 255 HBW
23 HRC / 255 HBW
عملیات حرارتی
پرسش و پاسخ اجباری
پرسش و پاسخ اجباری
پرسش و پاسخ اجباری
حداقل کشیدگی (2' GL)
≥ 0.5٪ در هر فرمول
≥ 0.5٪ در هر فرمول
≥ 0.5٪ در هر فرمول
3.2 ترکیب شیمیایی (API 5CT)
عنصر
L80-1 (حداکثر %)
L80-9Cr (محدوده %)
L80-13Cr (محدوده %)
کربن (C)
0.43
حداکثر 0.15
حداکثر 0.22
منگنز (Mn)
حداکثر 1.90
0.30-0.60
حداکثر 1.00
کروم (کروم)
-
8.00-10.00
12:00-14:00
مولیبدن (Mo)
-
0.90-1.10
-
سیلیکون (Si)
حداکثر 0.45
حداکثر 1.00
حداکثر 1.00
فسفر (P)
حداکثر 0.030
حداکثر 0.020
حداکثر 0.020
گوگرد (S)
حداکثر 0.030
حداکثر 0.010
حداکثر 0.010
نیکل (Ni)
-
-
حداکثر 0.50
3.3 اندازه های استاندارد
OD (اینچ)
OD (میلی متر)
محدوده وزن معمول (پوند/فوت)
کاربرد معمولی
4½'
114.3
9.50 - 15.10
لوله تولیدی، محفظه کوچک
5'
127.0
11:50 - 18:00
پوشش تولید متوسط
5½'
139.7
14:00 - 23:00
پوشش تولیدی، رایج ترین اندازه L80
7'
177.8
17:00 - 35:00
پوشش میانی، پوشش تولیدی
7⅝'
193.7
24:00 - 45:30
پوشش میانی
9⅝'
244.5
32.30 - 58.40
پوشش سطحی و میانی
10¾'
273.1
32.75 - 65.70
پوشش سطحی، چاه های بزرگ
13⅜'
339.7
48.00 - 72.00
پوشش سطح
4. L80 در مقابل N80 - تفاوت های کلیدی
L80 و N80 دو درجه غالب 80 ksi OCTG هستند و اغلب اشتباه گرفته می شوند یا به اشتباه جایگزین یکدیگر می شوند. درک تفاوت ها آکادمیک نیست - مستقیماً تعیین می کند که آیا تکمیل چاه در محیط های H2S ایمن و سازگار است یا خیر.
دارایی
N80 (نوع 1 یا Q)
L80-1
حداقل قدرت تسلیم
552 مگاپاسکال (80000 psi)
552 مگاپاسکال (80000 psi)
حداکثر قدرت تسلیم
بدون حداکثر
655 مگاپاسکال (95000 psi)
حد سختی
هیچ کدام مشخص نشده است
حداکثر 23 HRC (255 HBW)
عملیات حرارتی
N80-1: نرمال شده. N80Q: Q&T
پرسش و پاسخ اجباری
سرویس ترش (H2S)
مناسب نیست
مناسب (ترش ملایم، NACE MR0175)
مطابق با NACE MR0175
خیر
بله (سختی کنترل شده)
هزینه در مقابل L80
پایین تر - معمولاً 5 تا 10٪ ارزان تر
بالاتر - حق بیمه فرآیند کنترل شده
قابل تعویض؟
خیر - در سرویس ترش قابل تعویض نیست
بینش مهندسی - تله سختی N80Q (کوئنچ و تمپر N80) می تواند به مقادیر سختی بسیار بالاتر از 23 HRC دست یابد - به ویژه در ناحیه جوش لوله ERW یا در لوله بدون درز با دیواره سنگین که در آن چرخه Q&T کمتر یکنواخت است. این دقیقا همان حالت شکستی است که NACE MR0175 برای جلوگیری از آن طراحی شده است: مناطق ریزساختاری سخت که به عنوان مکان های شروع SSC در H2S عمل می کنند. کلاهک سختی اجباری L80 یک الزام کیفیت ساخت است، نه فقط یک عدد مشخصات – برای ماندن در باند باید کل فرآیند Q&T را کنترل کند. ببینید:
API 5CT در مقابل NACE MR0175: تله سختی توضیح داده شد →
API 5CT دو سطح مشخصات محصول را برای L80 تعریف می کند. زمانی که لوله برای سرویس ترش یا چاه های با عواقب بالا باشد، تمایز بیشتر اهمیت دارد.
مورد نیاز
L80 PSL1
L80 PSL2
NDE بدنه لوله
اجباری نیست
اجباری - UT یا EMI تمام طول
NDE انتهای لوله
اجباری نیست
اجباری - UT مناطق انتهایی
تحمل های ابعادی
استاندارد
سفت تر - OD، ضخامت دیوار، صافی
قابلیت ردیابی
عدد گرما
گرمای کامل + قابلیت ردیابی شماره لوله
بسته اسناد و مدارک
MTC استاندارد
پیشرفته - همه نتایج آزمایش در هر لوله
استفاده معمولی
چاه های شیرین، تکمیل های غیر بحرانی
خدمات ترش، HPHT، مشخصات IOC
نکته تدارکات - بیشتر مشخصات IOC به صورت پیشفرض PSL2 برای همه L80 شرکتهای نفتی بزرگ بینالمللی (شل، BP، توتال، عربستان سعودی آرامکو، ADNOC) معمولاً PSL2 را به عنوان حداقل برای تمام سفارشهای L80 بدون توجه به محیط خدمات مشخص میکنند. حق بیمه هزینه متوسط است - معمولاً 3 تا 8٪ - و اسناد NDE و قابلیت ردیابی اضافی به طور قابل توجهی ممیزی های شخص ثالث، انطباق با مقررات و بررسی حادثه را ساده می کند. اگر L80 را برای پروژه IOC تامین میکنید، PSL2 را فرض کنید، مگر اینکه مشخصات به صراحت خلاف آن را بیان کند. ببینید:
فرآیند ساخت API 5CT PSL1 و PSL2 Casing & Tubing →
6. سرویس ترش: L80 و NACE MR0175
L80-1 اولین درجه API 5CT است که به طور خاص برای استفاده در محیط های حاوی H2S طراحی شده است. مطابقت آن با NACE MR0175 / ISO 15156 بر اساس محدودیت سختی 23 HRC اجباری است - اما رابطه بین L80، NACE و صلاحیت خدمات واقعی چاه ترش بسیار ظریف تر از آن است که برگه مشخصات نشان می دهد.
6.1 نحوه اعمال NACE MR0175 در L80
NACE MR0175 / ISO 15156-2 مواد قابل قبولی را برای تجهیزات در سرویس ترش (H2S مرطوب) تعریف می کند. برای لوله های کربن و فولاد کم آلیاژ، نیاز اولیه حداکثر سختی 22 HRC (250 HV10) در فلز پایه، جوش ها و HAZ است. حداکثر 23 HRC API 5CT L80-1 کمی بالاتر از این است - که یک سؤال انطباق ایجاد می کند که اغلب اشتباه درک می شود.
نقطه مهندسی بحرانی - سختی L80 در مقابل سختی NACE MR0175 API 5CT حداکثر سختی L80 را 23 HRC تعیین می کند. NACE MR0175 / ISO 15156-2 22 HRC را برای فولاد کربنی در سرویس ترش مشخص می کند. اینها یک عدد نیستند. وضوح این است که NACE MR0175 امکان خواندن سختی فردی تا 22 HRC را فراهم می کند، در حالی که 23 HRC API 5CT حداکثر مقدار تولید است که توسط یک فرکانس آزمایش خاص اندازه گیری می شود. در عمل، L80-1 تولید شده به API 5CT معمولاً کمتر از 22 HRC در سرویس اندازه گیری می شود - اما این باید در MTR تأیید شود، نه اینکه فرض شود. همیشه اطلاعات سختی کامل را در MTC درخواست کنید و آن را مطابق با الزامات انطباق NACE پروژه خود تأیید کنید.
6.2 الزامات تکمیلی برای خدمات ترش L80
برای چاه هایی که فشار جزئی H2S از 0.05 psi (0.0003 مگاپاسکال) فراتر می رود - آستانه NACE برای سرویس ترش - L80-1 به تنهایی معمولاً بدون صلاحیت تکمیلی کافی نیست. متداول ترین الزامات تکمیلی مشخص شده در کنار L80-1 PSL2 برای خدمات ترش عبارتند از:
SR16 (تست HIC): تست ترک ناشی از هیدروژن در NACE TM0284 - مقاومت فولاد در برابر آسیب هیدروژن داخلی در H2S مرطوب را تایید می کند.
SR2 (تست ضربه): تست ضربه CVN در دمای مشخص - چقرمگی شکست را در سرویس ترش درجه حرارت پایین تایید می کند
SR13 (بررسی سختی): فرکانس تست سختی اضافی فراتر از الزامات استاندارد API 5CT
SR اختصاصی شرکت: بسیاری از IOC الزامات تکمیلی خود را برای حداکثر قدرت تسلیم، محدودیت های CE یا پوشش خاص NDE اضافه می کنند.
پوشش L80 با انواع اتصالات استاندارد API 5CT و همچنین اتصالات ممتاز موجود است. انتخاب اتصال برای L80 در سرویس ترش نیاز به بررسی بیشتری دارد - اتصال اغلب ضعیف ترین نقطه در یک رشته تکمیل مقاوم در برابر SSC است.
نوع اتصال
مناسب بودن خدمات ترش
کاربردی L80 معمولی
یادداشت های
موضوع کوتاه (STC)
محدود - راندمان کششی کم
پوشش سطحی (غیر بحرانی)
برای رشته های سرویس ترش توصیه نمی شود
نخ بلند (LTC)
متوسط
پوشش میانی
مهر و موم بهتر از STC. هنوز در HPHT محدود است
نخ پشتی (BTC)
برای اکثر کاربردهای ترش خوب است
پوشش تولید در چاه ترش
راندمان کششی بالاتر از STC/LTC؛ به طور گسترده با L80 استفاده می شود
اتصال حق بیمه
بهترین - مهر و موم فلز به فلز
HPHT، چاه های عمیق ترش، الزامات گاز تنگ
مورد نیاز برای یکپارچگی ضد گاز؛ هزینه به طور قابل توجهی بالاتر
برای L80-13Cr در خدمات CO2، انتخاب اتصال بسیار مهم است - رزوههای استاندارد API میتوانند در محیطهای با CO2 بالا دچار خوردگی سریع در ریشه رزوه شوند و اتصالات مهر و موم فلز به فلز به شدت ترجیح داده میشوند.
تست HIC SR16 اجباری؛ T95 را برای چاه های عمیق تر در نظر بگیرید
گاز شیرین غنی از CO2 (بدون H2S قابل توجهی)
L80-13Cr PSL1 یا PSL2
فشار جزئی CO2، دما
فقط شیرین یا خیلی خفیف ترش؛ مقاومت عالی CO2
CO₂ + H2S کم (<0.05 psi psi)
L80-13Cr PSL2
صلاحیت NACE توصیه می شود
خط مرزی - چک لیست NACE ISO 15156-3 را اجرا کنید. Super 13Cr را در نظر بگیرید
تزریق بخار / زمین گرمایی
L80-9Cr
مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا
9Cr-1Mo عملکرد بهتری در دمای بالا نسبت به L80-1 ارائه می دهد
HPHT عمیق ترش
T95 یا C110
ریزش بیشتر، کنترل عملکرد دقیق تر
L80 ممکن است برای فروپاشی ناکافی باشد - T95 یا C110 را ارزیابی کنید
بینش مهندسی - زمانی که L80 کافی نیست L80 خدمات ترش خفیف تا متوسط را در اعماق تکمیل معمولی پوشش می دهد. دو سناریو معمولاً مهندسان را فراتر از L80 سوق میدهند: (1) چاههای عمیق که در آن فشار فروپاشی به قدرت تسلیم بالاتری نسبت به حداکثر 655 مگاپاسکال L80 نیاز دارد - در اینجا T95 یا P110 با شرایط خدمات ترش مناسب ارزیابی میشوند. (2) خدمات شدید ترش بالای 1.5 psi فشار جزئی H2S که در آن مقاومت SSC L80-1 کافی نیست - در اینجا به لوله Super 13Cr یا CRA نیاز است. ببینید:
P110 در مقابل L80 و T95: تلههای بازده طراحی پوشش و آستانههای شکست →
API 5CT L80 یک پوشش و درجه لوله با استحکام تسلیم کنترل شده با حداقل بازده 552 مگاپاسکال (80000 psi)، حداکثر بازده 655 مگاپاسکال (95000 psi) و محدودیت سختی اجباری 23 HRC است. این در سه زیرگرید L80-1 (فولاد کربن)، L80-9Cr (9٪ کروم) و L80-13Cr (13٪ کروم) تولید می شود - و انتخاب استاندارد برای چاه های خدمات ترش و چاه های میعانات گازی غنی از CO2 در سطح جهان است.
تفاوت بین L80 و N80 چیست؟
هر دو گرید دارای حداقل استحکام تسلیم 552 مگاپاسکال هستند، اما L80 دارای حداکثر تسلیم کنترل شده 655 مگاپاسکال و محدودیت سختی اجباری 23 HRC است. N80 سقف تسلیم و محدودیت سختی ندارد. این تفاوت ها L80 را برای سرویس H2S ملایم (NACE MR0175) مناسب می کند در حالی که N80 فقط به چاه های شیرین (غیر ترش) محدود می شود. این دو درجه در برنامه های کاربردی خدمات ترش قابل تعویض نیستند.
آیا L80 برای سرویس ترش مناسب است؟
L80-1 برای خدمات خفیف ترش مناسب است که در آن فشار جزئی H2S وجود دارد و مطابق NACE MR0175 / ISO 15156 مورد نیاز است. محدودیت سختی 23 HRC آن را در آستانه NACE برای لوله های فولادی کربنی قرار می دهد. برای سرویس ترش متوسط بالاتر از فشار جزئی H2S 0.05 psi، الزامات تکمیلی مانند SR16 (تست HIC) باید به مشخصات L80-1 PSL2 اضافه شود. L80-13Cr یک درجه خدمات ترش نیست و نباید در چاه هایی با H2S قابل توجه استفاده شود.
پوشش L80-13Cr برای چه مواردی استفاده می شود؟
L80-13Cr (فولاد ضد زنگ مارتنزیتی کروم 13 درصد) درجه استاندارد برای چاه هایی با فشار جزئی CO2 بالا و شرایط شیرین یا بسیار خفیف ترش است. فیلم اکسید کروم غیرفعال آن مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی شیرین (CO2 محور) در چاه های میعانات گازی و تزریق CO2 ایجاد می کند. این نباید در چاه هایی با فشار نسبی H2S بالاتر از تقریباً 0.05 psi بدون صلاحیت خاص NACE ISO 15156-3 استفاده شود - استاندارد L80-13Cr معمولاً در تست SSC بالاتر از این آستانه شکست می خورد.
تفاوت PSL1 و PSL2 برای L80 چیست؟
PSL2 NDE تمام طول اجباری بدنه و انتهای لوله (UT یا EMI)، تلورانسهای ابعادی دقیقتر و اسناد ردیابی پیشرفته را اضافه میکند. PSL1 فاقد این الزامات بازرسی اجباری است. اکثر مشخصات شرکت های نفتی بزرگ برای همه L80 بدون در نظر گرفتن طبقه بندی خدمات، نیاز به PSL2 دارند. برای چاه های خدمات ترش، PSL2 همیشه توصیه می شود.
آیا می توان از L80 و N80 به جای یکدیگر استفاده کرد؟
خیر. آنها در چاه های خدمات ترش قابل تعویض نیستند - جایگزینی N80 به جای L80 در محیط H2S کنترل سختی را که مطابق با NACE MR0175 نیاز دارد حذف می کند. جایگزینی L80 به جای N80 در چاه شیرین از نظر فنی مجاز است اما هزینه غیر ضروری را در بر دارد. همیشه درجه صحیح طبقه بندی سرویس چاه را مشخص کنید و آن را در سفارش خرید تایید کنید.
منبع API 5CT L80 Casing Pipe از ZC Steel Pipe
ZC Steel Pipe پوشش و لوله API 5CT L80 را در هر سه زیرگرید - L80-1، L80-9Cr و L80-13Cr - به PSL1 و PSL2 تولید و صادر می کند. ما پروژههای OCTG را در سراسر آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی با اسناد کامل MTC، بازرسی شخص ثالث و پشتیبانی فنی در انتخاب درجه و اتصال عرضه میکنیم.
با اتصالات BTC، LTC، STC و ممتاز از جمله اتصال ممتاز ضد گاز ZC-2 موجود است. اندازه های سفارشی و الزامات تکمیلی (SR16، SR2، SR13) بر اساس سفارش.
