الزامات اساسی عملکرد لوله های استیل یکپارچه در کاربردهای نفت و گاز

صنعت نفت و گاز نیاز به عملکرد استثنایی از مواد خط لوله ، به ویژه در محیط های چالش برانگیز دارد. لوله های استیل ضد زنگ به دلیل خاصیت مکانیکی برتر و مقاومت در برابر خوردگی ، در این برنامه ها به اجزای ضروری در این برنامه ها تبدیل شده اند. در این مقاله به بررسی نیازها و مشخصات مهم لوله های استیل ضد زنگ یکپارچه مورد استفاده در زنجیره پردازش هیدروکربن می پردازیم.

الزامات عملکرد بحرانی

لوله های استیل ضد زنگ که در کاربردهای نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند ، باید چندین معیار اساسی عملکرد را برآورده کنند تا از ایمنی عملیاتی و طول عمر اطمینان حاصل شود:

• مقاومت در برابر فشار بالا  برای مهار هیدروکربن ها در شرایط شدید

• مقاومت در برابر خوردگی برتر  در برابر تخریب داخلی و خارجی

• مقاومت مکانیکی  برای مقاومت در برابر سناریوهای بارگذاری ترکیبی

• چقرمگی دمای پایین  برای کاربردهای کرایوژنیک مانند حمل و نقل LNG

• پایداری زیست محیطی  از طریق کاهش انتشار و عمر گسترده خدمات

انتخاب مواد برای محیط های مختلف عملیاتی

انتخاب نمرات مناسب از فولاد ضد زنگ برای اطمینان از عملکرد بهینه در کاربردهای خاص نفت و گاز بسیار مهم است:

فولاد ضد زنگ 316L

316L فولاد ضد زنگ آستنیتی مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی عمومی ارائه می دهد و به طور گسترده ای در برنامه های لوله خط استفاده می شود که در آن انتظار می رود قرار گرفتن در معرض کلرید متوسط ​​باشد. این درجه خواص مکانیکی خوبی را در دماهای مختلف از کرایوژنیک تا 650 درجه سانتیگراد فراهم می کند و این امر را برای برنامه های بالادست و پایین دست مناسب می کند.

دوبلکس 2205 (UNS S32205)

Duplex 2205 مقاومت در برابر خوردگی نمرات آستنیتی را با قدرت پیشرفته ترکیب می کند و آن را برای برنامه های OCTG (کالاهای لوله ای نفتی) در محیط های تهاجمی ایده آل می کند. این درجه تقریباً دو برابر قدرت عملکرد 316L را ارائه می دهد در حالی که مقاومت برتر در برابر ترک خوردگی استرس ، به ویژه در شرایط خدمات ترش را فراهم می کند.

Super 13CR (اصلاح شده Martensitic)

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی اصلاح شده Super 13CR به طور خاص برای کاربردهای پوشش و لوله در محیط های حاوی CO₂ ، H₂S و کلریدها تهیه شد. این درجه یک تعادل عالی از خصوصیات مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی را ارائه می دهد ، و آن را برای چاههای HPHT (با فشار بالا با فشار بالا) که در آن فولاد کربن استاندارد به سرعت تخریب می شود ، مناسب می کند.

الزامات حمل و نقل LNG

زیرساخت گاز طبیعی مایع (LNG) چالش های منحصر به فردی را برای لوله کشی به دلیل دمای شدید کرایوژنیک ، به طور معمول -162 درجه سانتیگراد در هنگام حمل و نقل و ذخیره سازی ارائه می دهد. لوله های استیل ضد زنگ که در این برنامه ها مورد استفاده قرار می گیرند باید حفظ کنند:

• چقرمگی استثنایی در دمای کرایوژنیک بدون انتقال شکننده

• پایداری بعدی در طول دوچرخه سواری حرارتی مکرر

• مهار فشار یکپارچگی بالا برای تضمین ایمنی

• مقاومت در برابر شوک حرارتی در حین بارگیری/تخلیه

نمرات آستنیتی مانند 304L و 316L معمولاً به دلیل خاصیت عالی دمای پایین و انعطاف پذیری در دمای کرایوژنیک ، برای برنامه های LNG مشخص می شوند.

ملاحظات زیست محیطی

عملیات نفت و گاز مدرن با مقررات سختگیرانه محیط زیست روبرو است. لوله های فولاد ضد زنگ یکپارچه به اهداف پایداری از طریق:

• عمر خدمات گسترده ، کاهش فرکانس جایگزینی و تأثیرات زیست محیطی مرتبط

• انتشار کمتر از طریق حذف نقاط نشت مشترک با سیستم های پیوسته

• کاهش الزامات نگهداری و اختلالات عملیاتی مرتبط

• قابلیت بازیافت پایان عمر ، با فولاد ضد زنگ 100 ٪ قابل بازیافت بدون تخریب کیفیت است

استانداردهای صنعت قابل اجرا

لوله های استیل ضد زنگ یکپارچه برای کاربردهای نفت و گاز باید مطابق با استانداردهای صنعت سختگیرانه باشد تا از ایمنی ، قابلیت اطمینان و قابل تعویض اطمینان حاصل شود:

استانداردهای API (موسسه نفت آمریکایی)

مشخصات API دستورالعمل های مهم برای محصولات لوله ای و گاز را ارائه می دهد:

• API 5L : مشخصات لوله خط مورد استفاده در سیستم های حمل و نقل

• API 5CT : مشخصات پوشش و لوله (محصولات OCTG)

• API 6A : مشخصات تجهیزات چاه و درخت کریسمس

استانداردهای ASTM (انجمن آزمایش و مواد آمریکا)

استانداردهای ASTM خصوصیات مواد و الزامات آزمایش را تعریف می کنند:

• ASTM A213/A213M : مشخصات استاندارد برای دیگهای آلیاژ آتریتیک و آستنیتی یکپارچه ، لوله های فوق العاده و لوله های گرمازا

• ASTM A269/A269M : مشخصات استاندارد برای لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی بدون درز و جوش داده شده برای خدمات عمومی

• ASTM A312/A312M : مشخصات استاندارد برای یکپارچه ، جوش داده شده و به شدت سرماخوردگی لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی

استانداردهای NACE (انجمن ملی مهندسان خوردگی)

استانداردهای NACE انتخاب مواد برای محیط های خورنده:

• NACE MR0175/ISO 15156 : مواد برای استفاده در محیط های حاوی H₂S در تولید نفت و گاز

• NACE TM0177 : آزمایش آزمایشگاهی فلزات برای مقاومت در برابر ترک خوردگی سولفید و ترک خوردگی استرس در محیط های HSS