Гүн усны металлургийн хувьсал: Стратегийн 29-р зэрэглэлд шилжих (Ti-6Al-4V ELI + Ru)

Super 13Cr болон Duplex-ийн хязгаараас гадуур

Гүний усны хайгуул нь өндөр даралттай, өндөр температурт (HPHT) хил хязгаар руу чиглэхийн хэрээр уламжлалт зэврэлтэнд тэсвэртэй хайлш (CRA) -ын металлургийн хязгаарлалт нь ус өргөх системийн дизайны гол бэрхшээл болж байна. Super 13Cr болон Duplex зэвэрдэггүй ган нь далайн доорхи статик дэд бүтцийн тулгуур хэвээр байгаа хэдий ч түрэмгий исгэлэн орчинд динамик хэрэглээ нь жин, хүч чадал, зэврэлтээс хамгаалах стандартыг эсэргүүцэх материалыг шаарддаг. Салбарын хариулт нь тодорхой байна:  Титан 29-р зэрэг (UNS R56404).

Манай үйлдвэрлэлийн байгууламжууд дээр бид Хойд тэнгис болон Бразилийн томоохон операторуудын техникийн үзүүлэлтүүд эрс өөрчлөгдсөнийг ажигласан. Хүсэлт нь зөвхөн өндөр бат бэх титаны тухай байхаа больсон; Энэ нь -ийн тусгай металлургийн синергид зориулагдсан юм. рутениумаар (Ru) баяжуулсан Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial) .

Уян хатан байдлын хими: Рутений яагаад чухал вэ?

5-р зэрэглэлийн стандарт (Ti-6Al-4V) нь сансрын салбарын гол хүчин зүйл боловч далайн доорх орчинд маш чухал сул талтай: 75 ° C (167 ° F) -аас дээш температурт далайн усанд ан цавын зэврэлтэнд өртөмтгий байдаг. Шингэний дотоод температур мэдэгдэхүйц өндөрсдөг гүний ус өргөх байгууламжид 5-р зэрэглэл нь металлургийн хувьд эвдэрсэн байдаг.

29- р анги нь үүнийг манай хайлуулах цехүүдэд нарийн хянадаг хоёр чухал зохицуулалтаар шийддэг:

• ELI (Extra Low Interstitial):  Хүчилтөрөгч болон төмрийн агууламжийг хатуу хязгаарласнаар бид хугарлын бат бөх байдал болон ядаргааны хагарлын өсөлтийг (FCG) эсэргүүцэх чадварыг дээд зэргээр нэмэгдүүлдэг. Тогтмол долгионоор өдөөгдсөн хөдөлгөөнд өртөж буй динамик өргөгчийн хувьд үүнийг тохиролцох боломжгүй юм.

• Рутений нэмэлт (0.08% - 0.14%):  Ru-ийн ул мөр нэмэлт нь хайлшийг идэвхгүйжүүлэх хүрээг өргөжүүлдэг. Энэ нь цоорхой дахь катодын урвалыг хөнгөвчлөх ба нүхжилт тархахаас өмнө титан гадаргууг үр дүнтэй сэргээдэг. Энэ нь далайн төвийг сахисан усанд хагарлын зэврэлтийн босгыг бараг 260 ° C (500 ° F) хүртэл нэмэгдүүлдэг.

Үл хөдлөх хөрөнгийн	5-р зэрэг (Стандарт)	29-р зэрэг (Ti-6Al-4V ELI + Ru)
Хүчилтөрөгчийн агууламж	Дээд тал нь 0.20%	Дээд тал нь 0.13% (Сайжруулсан бат бөх)
Рутенийн агууламж	Байхгүй	0.08% - 0.14% (Зэврэлтээс хамгаалах)
Анхдагч програм	Агаарын сансар / Бүтцийн	Гүний ус өргөгч / Газрын гүний дулааны / исгэлэн үйлчилгээ
Далайн усны хязгаар	~75°C	~260°C

'Залхуу долгион'-ын инженерчлэл: конус хүчдэлийн холбоосууд (TSJs)

29-р ангид хүүхэд үрчлэх гол хүчин зүйл нь зөвхөн зэврэлт биш юм; энэ бол механик юм. Хэт гүний усан дахь ган өргөгч нь өөрийн жингийн дор нурдаг. Титаны уян хатан байдлын модуль нь гангийнхаас бараг тал хувьтай (ойролцоогоор 110 ГПа ба 210 ГПа) бөгөөд энэ нь илүү уян хатан байх боломжийг олгодог.

Манай үйлдвэрлэлийн шугамууд одоогоор 29-р зэрэглэлийн захиалгыг гүйцэтгэж байна.  конус хүчдэлийн холболтын (TSJs)  Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хатуу далайн доорх худгийн ам ба уян урсгалын шугамын хоорондох чухал интерфэйсийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Өндөр хүч ба жингийн харьцаа нь 2000 метрээс дээш гүнд нүүрстөрөгчийн ган эсвэл никель хайлштай бол бие махбодийн хувьд боломжгүй зүйл болох хөлөг онгоцны хөдөлгөөнийг далайн ёроолоос доош буулгах цэгээс үр дүнтэй салгах 'залхуу долгион'-ыг тохируулах боломжийг олгодог.

Үйлдвэрлэлийн газар: Босоо интеграци ба хүчин чадал

Титаны геополитикийн дүр төрх өөрчлөгдсөн. ОХУ-ын уламжлалт нийлүүлэлтийн сүлжээнүүд (VSMPO) тогтворгүй байдалтай тулгарсан тул Хятадын өндөр түвшний үйлдвэрлэл нийлүүлэлтийн аюулгүй байдлыг хангахын тулд алхам хийсэн. Импортын хөвөн дээр тулгуурладаг өрсөлдөгчдөөс ялгаатай нь манай үйл ажиллагаа нь  дотоодын титан хөвөн үйлдвэрлэхээс эхлээд хоолойн эцсийн үйлдвэрлэл хүртэл босоо байдлаар нэгдсэн байдаг..

Бид үйл явцаа дагуу амжилттай болгож  NORSOK M-650 стандартын  , 29-р зэрэглэлийн бүтээгдэхүүн нь Норвегийн эх газрын тавиур болон түүнээс дээш түвшинд тавигдах хамгийн хатуу шаардлагад нийцэж байгааг баталгаажууллаа. Бидний одоогийн чадавхид дараахь зүйлс орно.

• Үл үзэгдэх хоолой: Халуун шахалт болон пилгерингээр дамжуулан 330 мм  хүртэл  OD хүртэл  өндөр даралттай ус өргөгч сегментүүдэд чиглэнэ.

• EFW (Цахилгаан хайлуулах гагнасан):  хүртэл . 5,000 мм хүртэлх OD  Хүчилтөрөгчийн бохирдолгүй камер бүхий плазмын нуман гагнуурыг (PAW) ашиглан их хэмжээний хэрэглээний/гаралтын шугамын хувьд

Дүгнэлт:  29-р анги руу шилжих нь чиг хандлага биш юм; энэ нь дараагийн үеийн гүний усны нөөцөд материаллаг хэрэгцээ юм. Динамик ядаргаанд шаардлагатай ELI хугарлын механикийг рутений сайжруулсан зэврэлтээс хамгаалах хаалттай хослуулснаар бид салбарын хамгийн зохицуулалтгүй орчинд ашиглах боломжтой цорын ганц металлургийн шийдлийг хүргэж байна.