Болат құбырдың химиялық құрамы оның механикалық қасиеттерін, коррозияға төзімділігін және жалпы қызмет ету мерзімін анықтауда маңызды рөл атқарады. Инженерлер мен сатып алу мамандары үшін окц (мұнай елінің құбырлы бұйымдары), сызық құбырлары немесе қысыммен ыдыстар компоненттері сияқты сыни қосымшалар үшін материалдарды таңдау үшін, бұл металлургиялық қатынастарды түсіну үшін қажет.
Болат құбыр металлургиясының негізі
Болат құбырларының өндірісі бірнеше химиялық элементтерді нақты бақылауды қамтиды, олардың әрқайсысы соңғы өнімге ерекше қасиеттерге әкеледі. Құбыр жобалары үшін API 5L Line Pipe таңдау-таңдау немесе API 5C Safing және Downhole қосымшаларына арналған түтікшелер, химиялық құрамы даладағы қойылымға тікелей әсер етеді.
Көміртегі: негізгі күш элементі
Көміртекті құрам болат құбырдағы күшті анықтайтын элемент ретінде қызмет етеді:
Төмен көміртекті болаттар (<0,2% C): керемет икемділік, қатаңдық және керемет дәнекерлеу. API 5L BREST B Line Pipe және стандартты ASTM A53 құбырларында қолданылады.
Орташа көміртекті болаттар (0,2-0,6% C): Көптеген окцті қосымшаларға сәйкес, теңгерімді күш пен икемді қамтамасыз етеді.
Жоғары көміртекті болаттар (> 0,6% C): ерекше қаттылықты жеткізіңіз, бірақ төмендетілген икемділігі мен дәнекерлеушімен. Бұрғылау құбыры (API 5DP) және жоғары тозған компоненттер сияқты мамандандырылған қолданбаларда қолданылады.
Көміртекті құрамындағы әр 0,1% -ға, созылу беріктігі шамамен 90 МПа артты. Алайда, көміртекті деңгейлер 0,3% -дан асатын дәнекерлеуді едәуір азайтады, көбінесе дәнекерлеуді болдырмау үшін көбінесе алдын-ала қыздыруды талап етеді.
Кремний: икемділікті арттыру және юлоксидацияны жақсарту
Кремний болат құбырдың жұмысына бірнеше жолмен қосылады:
Болатмайта кезінде күшті допидзиер ретінде әрекет етеді
Айтарлықтай салмақтағы жазаларсыз серпімді лимитті едәуір арттырады
Техникалық тотығу кедергісін тегіс құбырда жақсартады
Құрылымдық болат құбырларында 0,15-0,35% кремний бар, ал мамандандырылған қосымшаларда 3% дейін болуы мүмкін. Алайда, кремний мөлшері 0,5% -дан асатын мөлшерде пайда болуға теріс әсер етеді, ERW (электр кедергісі дәнекерленген) құбырлар үшін маңызды.
Жақсартылған өнімділікке арналған сыни легирлеу элементтері
Марганец: күкірт және күкіртті бақылау
Марганец болат құбыр металлургиясында бірнеше функцияларға қызмет етеді:
Тезоксидизатор ретінде, кеуектілік ақауларын азайтады
Темір сульфидтердің орнына күкірт суғани сульфидтерін түзеді
Қалың құбырлардың қабырғаларын дұрыс емдеуге мүмкіндік беретін қатаңдықты арттырады
Күшті, қаттылықты және әсерге төзімділікті арттырады
Әдетте стандартты құбырлардың бағалары, әдетте, 0,5-1,5% марганец, ал мамандандырылған тозуға төзімді қосымшаларда марганец 12-14% болуы мүмкін. Бұл элемент API 5CT P110 корпусында және ISO 3183 немесе DNV-OS-F101 стандарттарына сәйкес келетін жоғары қысымды корпусында және жоғары қысымды құбырда өте маңызды.
Фосфор мен күкірт: зиянды қоспаларды басқару
Бұл қалдық элементтер Premium құбырларында қатаң бақылауды қажет етеді:
Фосфор : 0,04% жоғары мазмұн - -20 ° C-тан төмен температуралы крекингке, мұнай мен газ құбырлары үшін апатқа ұшырайды. Қазіргі заманғы құбыр өндірісі фосфордың біліктілігін арттырады, бұл алдыңғы болатмайтинг процестері арқылы 0,015% -дан төмен.
Күкірт : Күкірт үшін пайдалы болса да, күкірт икемділікті азайтады, ыстық крекингке ықпал етеді және қышқыл қызмет орталарында сутегі-индукцияланған крекингті (HIC) итермелейді.
H₂S орталарына арналған MR0175 сәйкес келетін Suppor үшін күкірт, әдетте, күкірт 0,003% -дан төмен, бұл сульфидті стресстің бұзылуын болдырмайды. Фосфор мен күкірт біріктірілген (P + S) көбінесе жоғары деңгейдегі қазандардағы ең көп 0,020% -бен шектеледі.
Коррозияға төзімділікке арналған мамандандырылған элементтер
Қызмет көрсету орталарында қосымша легирлеу элементтері маңызды болып табылады:
Хром : ASTM A312 сияқты тот баспайтын болаттан жасалған құбырлардың коррозияға төзімділігін қамтамасыз етеді
Никель : Криогендік қосымшалардағы қаттылық пен коррозияға төзімділікті жақсартады
Ванадий : Жақсы қаттылықты сақтау кезінде күшті жақсартатын тамаша карбидтер құрайды
Қорытынды: дұрыс химиялық композицияны таңдау
Болат құбырының химиялық құрамы оның жұмыс сипаттамаларын және нақты қосымшалардың жарамдылығын анықтайды. Инженерлер құбырларды таңдаған кезде материалдық қасиеттерге қарсы қызмет көрсетуді мұқият бағалауы керек.
Теңіздегі ризашылықтар сияқты сыни қосымшалар үшін, HPHT (жоғары қысымды жоғары температура) үшін, металлургтермен немесе қышқыл қызмет көрсету орталары, стандартты техникалық сипаттамадан тыс тиісті химиялық композиттерді көрсету және қауіпсіздік шегін едәуір жақсартуға болады.
Осы металлургиялық қатынастарды түсіну Сатып алу мамандарына ұзақ мерзімді қойылымнан, сайып келгенде, өмірлік цикл шығындарын азайтуға және операциялық сенімділікті арттыруға мүмкіндік беретін ақпараттандырылған шешімдер қабылдауға мүмкіндік береді.
