API 5CT Grade L80 Tip 13Cr (obično se naziva '13Cr') je temeljna legura otporna na koroziju (CRA) koja se koristi u naftnoj i plinskoj industriji uzvodno. To je martenzitni nehrđajući čelik prvenstveno dizajniran za ublažavanje CO 2 korozije (slatka korozija) u bušotinama gdje bi standardni ugljični čelik prebrzo degradirao.
BRZA DEFINICIJA: 13CR CIJEV 13Cr (API 5CT L80-13Cr) je OCTG proizvod od martenzitnog nehrđajućeg čelika dizajniran za
2okolinu u bušotini bogatu CO do 300°F (150°C), ali je strogo ograničen na
2parcijalne tlakove s niskim H S (<1,5 psi) i mora se održavati bez kontaminacije kisikom kako bi se spriječilo piting.
ČESTA PITANJA NA TERENU O 13CR CIJEVI
Zašto moja 13Cr cijev pokazuje rupičastu koroziju dok je još na nosaču cijevi?
13Cr nije otporan na hrđu. Oslanja se na pasivni film krom-oksida koji je nestabilan u vlažnoj atmosferi bogatoj kloridima (skladištenje na obali). Za razliku od ugljičnog čelika koji stvara opću hrđu, 13Cr pati od lokalnih rupičastih točaka ako se skladišti bez odgovarajućih vanjskih premaza ili na otvorenim dvorištima. Udubljenje koje nastaje tijekom skladištenja može postati točka koncentracije naprezanja za pucanje u bušotini.
Mogu li izvesti standardni posao s HCl kiselinom kroz proizvodne cijevi za 13Cr?
Ne bez specifičnih, visokokvalitetnih inhibitora korozije dizajniranih za metalurgiju. 13Cr je vrlo osjetljiv na kiselu koroziju, posebno tijekom povratnog protoka potrošene kiseline. Ako paket inhibitora zakaže ili ako istrošena kiselina ostane u bušotini dulje vrijeme, doći će do katastrofalnog gubitka mase i udubljenja.
Zahtijeva li 13Cr različite vrijednosti zakretnog momenta od L80-1 ugljičnog čelika?
Da, ali kritični čimbenik je RPM, a ne samo okretni moment. Martenzitni nehrđajući čelici vrlo su skloni habanju (habanju zbog lijepljenja). Brzine šminkanja moraju biti značajno smanjene (često <5-10 RPM) u usporedbi s ugljičnim čelikom kako bi se spriječilo zapinjanje navoja, a moraju se koristiti specifični API-modificirani ili vrhunski nemetalni spojevi za navoje.
Tehničke specifikacije i zamka tvrdoće
Kako bi osigurali rad L80-13Cr na terenu, inženjeri moraju potvrditi usklađenost s API 5CT (proizvodnja) i NACE MR0175 / ISO 15156 (primjena). Postoji kritična razlika između ova dva standarda u pogledu tvrdoće.
Koja su ograničenja kemijskog sastava za L80-13Cr? Granica
elementa
(težinski %)
Tehnički značaj
Krom (Cr)
12.0 – 14.0
Osigurava pasivnost protiv CO2.
Ugljik (C)
0,15 – 0,22
Viši sadržaj C od Super 13Cr olakšava stvrdnjavanje, ali smanjuje zavarljivost.
Nikal (Ni)
≤ 0,50
Ključno: Nedostatak Ni smanjuje žilavost i otpornost na sulfidne pukotine (SSC) u usporedbi sa Super 13Cr.
Molibden (Mo)
-
Obično odsutan ili u tragovima; nedostatak Mo ograničava otpornost na piting u visokim kloridima.
Zaključak: odsutnost nikla i molibdena u standardnom 13Cr čini ga kemijski različitim od 'Super 13Cr', što ga čini znatno osjetljivijim na lokaliziranu koroziju i kisela okruženja.
Što su sukobi mehaničkih svojstava?
nekretnine
o vrijednosti
Bilješke
Granica tečenja
80 000 – 95 000 psi
Identičan ugljičnom čeliku L80-1.
Maksimalna tvrdoća API 5CT
23 HRC
Ograničenje odbijanja proizvodnje.
NACE MR0175 maksimalna tvrdoća
22 HRC
Radna sigurnosna granica za trag H 2S.
Za ponijeti: Narudžbe za nabavu moraju izričito navesti 'Maksimalno 22 HRC po NACE MR0175' jer cijevi proizvedene prema gornjoj granici API 5CT (23 HRC) nisu u skladu s zahtjevima za kisele primjene.
Zašto je razlika od 1 HRC između API-ja i NACE-a kritična?
U martenzitnim čelicima, osjetljivost na sulfidne naprezajuće pucanje (SSC) raste eksponencijalno s tvrdoćom. Iako je 23 HRC prihvatljiv za čisti mehanički integritet, empirijski podaci potvrđuju da 13Cr izložen čak i tragovima H 2S postaje osjetljiv na krto pucanje iznad 22 HRC.
Operativne omotnice i ograničenja
Koja su ekološka ograničenja za 13Cr?
Prema NACE MR0175 / ISO 15156-3, L80 tip 13Cr prihvatljiv je za upotrebu samo unutar strogih ekoloških prozora:
H 2S Parcijalni tlak: < 1,5 psi (10 kPa).
Razina pH: ≥ 3,5.
Temperatura: Općenito ograničena na < 300°F (150°C) kako bi se izbjegla pojava rupa u slanoj vodi s visokim udjelom klorida.
Kisik: < 10 ppb (strogo bez zraka).
Što se događa ako otopljeni kisik uđe u bušotinu?
Kisik djeluje kao depolarizator koji uništava pasivni sloj krom-oksida. U prisutnosti klorida (slana otopina), to dovodi do brze, lokalizirane stope rupičaste korozije koja može premašiti 10 mm/godišnje, uzrokujući kvar cijevi u roku od nekoliko tjedana.
Kada je 13Cr cijev pogrešan izbor
Nepridržavanje metalurških ograničenja standarda 13Cr vodeći je uzrok preuranjenih remonta. Nemojte koristiti ovaj materijal ako:
H 2S je > 1,5 psi: Standardni 13Cr će pretrpjeti sulfidno naprezanje (SSC). Nadogradite na Super 13Cr ili Duplex.
Tekućina je prozračena: Ako ne možete jamčiti okruženje bez kisika (npr. određene bušotine za ubrizgavanje vode ili loše upravljanje tekućinom pakera), 13Cr će agresivno ispadati. možda će biti potrebna obložena cijev ili GRE.
Temperatura > 300°F (150°C): Stabilnost pasivnog filma degradira, povećavajući rizik od pucanja uslijed korozije (SCC) u koncentriranim slanim otopinama.
Zakiseljavanje bez specijaliziranih inhibitora: Ako se koriste standardni paketi kiselina, cijevi će se brzo razgraditi.
Često postavljana pitanja (FAQ)
Mogu li koristiti L80-13Cr u kiseloj službi?
Samo uvjetno. Dopušteno je u 'blago kiselim' okruženjima gdje je H 2S parcijalni tlak ispod 1,5 psi (10 kPa) i pH iznad 3,5. Ako okolina premašuje ove specifične pragove, materijal nije u skladu s NACE MR0175 i predstavlja visok rizik od katastrofalnog pucanja.
Hoće li kućište od 13Cr propasti ako se zavari?
Da, gotovo sigurno. L80-13Cr ima visok ugljikov ekvivalent, što uzrokuje stvaranje netemperiranog, lomljivog martenzita u zoni utjecaja topline (HAZ) nakon hlađenja. Zabranjeno je zavarivanje na terenu. Svi dodaci (ovratnici za plovak, cipele) moraju biti pričvršćeni preko navojnih spojeva ili zahtijevaju tvorničko zavarivanje s razrađenom toplinskom obradom nakon zavarivanja (PWHT).
Koja je alternativa ako je H2S previsok za 13Cr?
Neposredni korak naprijed je Super 13Cr (S13Cr) . S13Cr smanjuje sadržaj ugljika i dodaje nikal (približno 4-6%) i molibden (1-2%). Ova kemijska promjena stabilizira mikrostrukturu i poboljšava otpornost na H 2S (često do 3,0-4,5 psi, ovisno o pH) i piting, bez golemog skoka troškova na Duplex nehrđajuće čelike.
