ວິສະວະກໍາ Strings CRA ສໍາລັບຊາຍແດນທີ່ສໍາຄັນ: Pre-Salt Deepwater Risers ແລະ Dense-Phase CCUS Injection

ນອກເຫນືອຈາກ API Baseline: ຍຸກຂອງ Metallurgy ທີ່ເປັນເຈົ້າຂອງ

ໃນພູມສັນຖານທີ່ມີຄວາມຕັ້ງໃຈສູງຂອງໂຄງສ້າງພື້ນຖານດ້ານພະລັງງານ 2025, ຍຸກຂອງການອີງໃສ່ API 5CT L80-13Cr ທົ່ວໄປແມ່ນສິ້ນສຸດລົງຢ່າງມີປະສິດທິພາບສໍາລັບໂຄງການ Tier-1. ໃນຂະນະທີ່ພວກເຮົາເປັນພະຍານເຖິງການຂະຫຍາຍຕົວພ້ອມກັນຂອງພື້ນທີ່ເກືອກ່ອນນໍ້າເລິກຢູ່ໃນບຣາຊິນ ແລະການສ້າງເຄືອຂ່າຍການຈັບຄາບອນ, ການນຳໃຊ້ ແລະ ການເກັບຮັກສາ (CCUS), ການຄ້າຢ່າງໄວວາ, ຄໍານິຍາມຂອງ 'ເຫມາະສຳລັບຈຸດປະສົງ' ໄດ້ຫັນໄປສູ່ການເປັນເຈົ້າຂອງ, ເຫຼັກກ້າ martensitic ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ.

ໃນຖານະເປັນຜູ້ຜະລິດ, ພວກເຮົາບໍ່ພຽງແຕ່ຫລໍ່ແລະເຫຼັກມ້ວນ; ພວກ​ເຮົາ​ແມ່ນ​ວິ​ສະ​ວະ​ກໍາ​ການ​ຮັບ​ປະ​ກັນ​ວົງ​ຈອນ​ຊີ​ວິດ​. ຄວາມຕ້ອງການຂອງຕະຫຼາດ - ຂັບເຄື່ອນໂດຍແຜນທີ່ຖະຫນົນ capex $ 102B ຂອງ Petrobras ແລະການເກີດໃຫມ່ຂອງການຂົນສົ່ງ CO2 supercritical - ກໍານົດການ pivot ໄປສູ່  Super 13Cr (S13Cr)  ແລະຊັ້ນຮຽນທີ່ແກ້ໄຂທີ່ມີຄວາມສາມາດຢູ່ລອດໄດ້ບ່ອນທີ່ມາດຕະຖານ 13Cr ໄດ້ຮັບການ pitting ຢ່າງໄວວາຫຼື Sulfide Stress Cracking (SSC). ບົດ​ຄວາມ​ນີ້​ວິ​ເຄາະ​ຂໍ້​ກໍາ​ນົດ​ຂອງ​ໂລ​ຫະ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ທັງ​ສອງ​ຂອບ​ເຂດ​ທີ່​ສໍາ​ຄັນ​ເຫຼົ່າ​ນີ້​.

Frontier 1: Pre-Salt Deepwater Risers (Búzios & Mero Fields)

ຊັ້ນເກືອກ່ອນນໍາສະເຫນີຄວາມຄ້າຍຄືກັນຂອງໂລຫະທີ່ເປັນເອກະລັກ: ຄວາມກົດດັນບາງສ່ວນຂອງ CO2 ສູງ (> 50%) ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຕໍ່ຕ້ານການກັດກ່ອນ, ສົມທົບກັບຄວາມເລິກທີ່ສຸດທີ່ຕ້ອງການຄວາມແຂງແຮງຂອງຜົນຜະລິດສູງ, ທັງຫມົດພາຍໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ອຸດົມສົມບູນ chloride (> 100k ppm) ໄພຂົ່ມຂູ່ຕໍ່ pitting ທ້ອງຖິ່ນ.

ຂໍ້ຈໍາກັດຂອງມາດຕະຖານ L80-13Cr

API ມາດຕະຖານ L80-13Cr (ປົກກະຕິ ~12.5% ​​Cr, <0.20% C) ເຮັດວຽກຢ່າງພຽງພໍໃນສະພາບແວດລ້ອມການກັດກ່ອນຂອງຫວານເຖິງ 150 °C. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນການນໍາໃຊ້ເກືອກ່ອນ, ການປະກົດຕົວຂອງຮ່ອງຮອຍ H2S ແລະ chlorides ສູງສ້າງ synergy ທີ່ destabilizes ຮູບເງົາ passive ໄດ້. ນອກຈາກນັ້ນ, ເນື້ອໃນຂອງຄາບອນໃນມາດຕະຖານ 13Cr ຕ້ອງການອຸນຫະພູມທີ່ສູງກວ່າເພື່ອບັນລຸຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ມັກຈະຈໍາກັດຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງຜົນຜະລິດເຖິງ 80-95 ksi.

ການແກ້ໄຂ Super 13Cr-110ksi

ເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການກົນຈັກຂອງ risers ນ້ໍາເລິກແລະ flowlines, ພວກເຮົາວິສະວະກໍາ  ສາຍເຊືອກ Super 13Cr ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງຜົນຜະລິດຕ່ໍາສຸດ 110 ksi . ນີ້ແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍຜ່ານການດັດແກ້ທາງເຄມີແລະຄວາມຮ້ອນສະເພາະ:

• Nickel Stabilization (3.5% - 5.5%):  Nickel stabilizes ໄລຍະ austenite ໃນໄລຍະການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນ, ໃຫ້ພວກເຮົາຫຼຸດຜ່ອນເນື້ອໃນຄາບອນ (<0.03%). ວິທີການທີ່ມີຄາບອນຕ່ໍານີ້ປັບປຸງການເຊື່ອມໂລຫະ - ທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການປະຕິບັດຄວາມເມື່ອຍລ້າຂອງ riser - ແລະປັບປຸງຄວາມທົນທານຂອງຜົນກະທົບ.

• Molybdenum Alloying (1.5% - 2.5%):  ການເພີ່ມເຕີມຂອງ Molybdenum ແມ່ນບໍ່ສາມາດຕໍ່ລອງໄດ້ສໍາລັບສະພາບແວດລ້ອມກ່ອນເກືອ. ມັນເພີ່ມຈໍານວນການຕໍ່ຕ້ານ Pitting ທຽບເທົ່າ (PREN) ຂ້າງເທິງ 14, ສະຫນອງໄສ້ທີ່ຈໍາເປັນຕໍ່ກັບການກັດກ່ອນທ້ອງຖິ່ນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດ chloride.

• ຄວາມສອດຄ່ອງຂອງການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນ:  ການບັນລຸຜົນຜະລິດ 110 ksi ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄວາມແຂງຕ່ໍາກວ່າເກນ NACE MR0175 / ISO 15156 (ປົກກະຕິ 29 HRC ສໍາລັບ S13Cr ໃນໂດເມນ pH ສະເພາະ) ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຂະບວນການ Quench ແລະ Temper (Q & T) ທີ່ຊັດເຈນ. ພວກເຮົາຄວບຄຸມອັດຕາຄວາມເຢັນເພື່ອຮັບປະກັນໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກ martensitic ຢ່າງເຕັມທີ່ໂດຍບໍ່ມີການເກັບຮັກສາ austenite, ເຊິ່ງສາມາດປະນີປະນອມຄວາມເຂັ້ມແຂງ.

Frontier 2: Dense-Phase CCUS Injection

ການຈັບຄາບອນກໍາລັງຫັນປ່ຽນຈາກຕະຫຼາດທິດສະດີໄປສູ່ສິ່ງທ້າທາຍວິທະຍາສາດວັດສະດຸ. ຄວາມເຂົ້າໃຈຜິດຕົ້ນຕໍໃນອຸດສາຫະກໍາແມ່ນການປິ່ນປົວທໍ່ CO2 ຄືກັບທໍ່ອາຍແກັສມາດຕະຖານ. ໃນ CCUS, CO2 ຖືກຂົນສົ່ງໃນ  ໄລຍະທີ່ຫນາແຫນ້ນ (ນ້ໍາ supercritical)  ເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບສູງສຸດ. ລັດນີ້ສະເຫນີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການກັດກ່ອນທີ່ເປັນເອກະລັກທີ່ເຫລໍກຄາບອນບໍ່ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືໄດ້ໃນລະຫວ່າງເງື່ອນໄຂທີ່ສັບສົນ.

ປັດໄຈຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການຂາດນ້ໍາ

ໃນລະບົບຂາດນ້ໍາຢ່າງສົມບູນ (H2O < 50 ppm), ເຫຼັກກາກບອນແມ່ນພຽງພໍ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ນ້ໍາສີດດໍາເນີນການໃນສະພາບແວດລ້ອມແບບເຄື່ອນໄຫວ. ການຂາດນໍ້າ ຫຼື ການຊຶມເຂົ້າຂອງນໍ້າຈະປ່ຽນ CO2 supercritical ໃຫ້ເປັນອາຊິດຄາບອນທີ່ຮຸກຮານສູງ. ໃນສະຖານະການເຫຼົ່ານີ້, ອັດຕາການກັດກ່ອນຂອງເຫຼັກກາກບອນສາມາດເກີນ 10 ມມຕໍ່ປີ, ນໍາໄປສູ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງໄພພິບັດໃນຊົ່ວໂມງ.

ດັດແກ້ 13Cr ເປັນ 'ຊັ້ນຄວາມປອດໄພ'

ພວກເຮົາກໍາລັງວາງຕໍາແຫນ່ງ  Modified 13Cr  ບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນທໍ່, ແຕ່ເປັນນະໂຍບາຍປະກັນໄພສໍາລັບຜູ້ປະກອບການ CCUS. ບໍ່ເຫມືອນກັບສາຍກ໊າຊມາດຕະຖານ, ສາຍສີດ CCUS ຕ້ອງທົນຕໍ່:

1. Joule-Thomson Cooling:  ການຊຶມເສົ້າຢ່າງໄວວາສາມາດຫຼຸດລົງອຸນຫະພູມເຖິງ -80 ° C. ຊັ້ນຮຽນ S13Cr ທີ່ເປັນເຈົ້າຂອງຂອງພວກເຮົານໍາໃຊ້ເນື້ອໃນ nickel ສູງເພື່ອຮັກສາຄວາມທົນທານຂອງ Charpy V-Notch ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາສູນ, ປ້ອງກັນການແຕກຫັກ brittle.

2. ການສ້າງອາຊິດ:  ເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ໃນ 'ແຫ້ງ' CO2, ຄວາມທົນທານສໍາລັບການດັດແກ້ 13Cr ຊ່ວຍໃຫ້ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໃນການດໍາເນີນງານໃນລະຫວ່າງການເລີ່ມຕົ້ນແລະວົງຈອນປິດທີ່ການຄວບຄຸມຄວາມຊຸ່ມຊື່ນແມ່ນມີຄວາມຜັນຜວນຫຼາຍທີ່ສຸດ.

ການປຽບທຽບດ້ານວິຊາການ: API ທຽບກັບເຈົ້າຂອງ ຊັ້ນຮຽນ

ຕາຕະລາງຕໍ່ໄປນີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງການກ້າວກະໂດດຂອງໂລຫະຈາກທໍ່ສິນຄ້າໄປສູ່ສາຍວິສະວະກໍາທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບໂຄງການທີ່ສໍາຄັນຂອງ 2025.

Specification	Key Alloying (Wt %)	Yield Strength (ksi)	Max Op. Temp (°C)	H2S Limit (NACE)	ແອັບພລິເຄຊັນຫຼັກ
API 5CT L80-13Cr	12.5 Cr, 0.20 C	80 – 95	~150°C	< 1.5 psi (pH dep.)	ອາຍແກັສຫວານເທິງຝັ່ງ, ນໍ້າຕື້ນ
ຊຸບເປີ 13Cr (S13Cr-95)	13 Cr, 4 Ni, 1 Mo	95 – 110	~175°C	~ 3.0 psi	ອາຍແກັສ HP/HT, chlorides ປານກາງ
ເປັນເຈົ້າຂອງ S13Cr-110 (ນ້ຳເລິກ)	13 Cr, 5 Ni, 2.5 Mo	110 – 125	~180°C	~ 5.0 psi (ເຫມາະ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ບໍ​ລິ​ການ​)	Pre-Salt Risers, Deep Sour Gas
CCUS-Mod 13Cr	ຕ່ຳ C, High Ni, Mod Mo	95 – 110	-60°C ເຖິງ 150°C	0.5 psi (ໃນ​ໄລ​ຍະ CO2​)	ການສີດ CO2 ແບບດົກໜາ

ການຄາດຄະເນການຜະລິດຍຸດທະສາດ

ສັນຍານຕະຫຼາດແມ່ນຈະແຈ້ງ. ຄູ່ແຂ່ງເຊັ່ນ Baosteel ແລະ TPCO ແມ່ນຮຸກຮານມີຄຸນສົມບັດຂອງຕົວແປທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ (BG13Cr-110U / TP-Sup13Cr) ສໍາລັບຕະຫຼາດສາກົນ. ເພື່ອຮັກສາຄວາມເປັນຜູ້ນໍາ, ພວກເຮົາຕ້ອງປະຕິບັດຕາມຢ່າງເຂັ້ມງວດໃນການທົດສອບ NACE TM0177 Method A, ການກວດສອບວັດສະດຸຂອງພວກເຮົາບໍ່ພຽງແຕ່ສໍາລັບການບໍລິການສົ້ມມາດຕະຖານ, ແຕ່ສໍາລັບສະພາບແວດລ້ອມຄວາມກົດດັນບາງສ່ວນທີ່ມີຄວາມກົດດັນສູງສະເພາະຂອງພາກສະຫນາມ Búzios ແລະສູນ CCUS ທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນ.

ຄວາມສໍາເລັດໃນປີ 2025 ຈະບໍ່ມາຈາກການຂາຍປະລິມານຂອງ L80. ມັນຈະມາຈາກວິສະວະກໍາຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງ ສາຍເຊືອກ  Super 13Cr-110ksi  ທີ່ສະຫນອງຄວາມສົມບູນຂອງກົນຈັກເພື່ອເຂົ້າຫາເກືອກ່ອນແລະສານເຄມີເພື່ອ sequester ຄາບອນຢ່າງປອດໄພ.