Niezbędne wymagania dotyczące wydajności płynnych rur ze stali nierdzewnej w zastosowaniach oleju i gazu

Przemysł naftowy i gazowy wymaga wyjątkowych wydajności materiałów rurociągowych, szczególnie w trudnych środowiskach. W tych zastosowaniach w tych zastosowaniach stały się bezproblemowe rurki ze stali nierdzewnej ze stali nieorganicznej ze względu na ich doskonałe właściwości mechaniczne i odporność na korozję. W tym artykule analizuje krytyczne wymagania i specyfikacje dla bezproblemowych rur ze stali nierdzewnej stosowanych w łańcuchu przetwarzania węglowodorów.

Krytyczne wymagania dotyczące wydajności

Bezproblemowe rury ze stali nierdzewnej stosowane w zastosowaniach oleju i gazu muszą spełniać kilka podstawowych kryteriów wydajności, aby zapewnić bezpieczeństwo operacyjne i długowieczność:

• Opór wysokiego ciśnienia  w przypadku powstrzymywania węglowodorów w ekstremalnych warunkach

• Doskonały odporność na korozję  wobec degradacji wewnętrznej i zewnętrznej

• Wytrzymałość mechaniczna  do wytrzymania połączonych scenariuszy obciążenia

• Niska temperatura wytrzymałości  dla zastosowań kriogenicznych, takich jak transport LNG

• Zrównoważony rozwój środowiska  poprzez zmniejszoną emisję i rozszerzone żywotność usług

Wybór materiałów dla różnych środowisk operacyjnych

Wybór odpowiednich gatunków ze stali nierdzewnej ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia optymalnej wydajności w określonych zastosowaniach ropy i gazu:

316L stali nierdzewnej

316L austenityczna stal nierdzewna oferuje doskonałą opór na ogólną korozję i jest szeroko stosowana w zastosowaniach rur liniowych, w których oczekuje się umiarkowanej ekspozycji na chlorek. Ta ocena zapewnia dobre właściwości mechaniczne w temperaturach, od kriogenicznych do 650 ° C, co czyni ją odpowiednio zarówno do zastosowań w górę, jak i w dół.

Duplex 2205 (UNS S32205)

Duplex 2205 łączy odporność na korozję ocen austenitycznych o zwiększonej wytrzymałości, dzięki czemu idealnie nadaje się do zastosowań OCTG (wyroby rurowe naftowe) w agresywnych środowiskach. Ta ocena oferuje około dwa razy większą granicę plastyczności 316L, zapewniając doskonałą odporność na pękanie korozji naprężeń, szczególnie w warunkach serwisowych kwaśnych.

Super 13CR (zmodyfikowany martenzytyczny)

Super 13CR zmodyfikowana martenzytyczna stal nierdzewna została opracowana specjalnie do zastosowań obudowy i rur w środowiskach zawierających CO₂, H₂S i chlorki. Ta ocena oferuje doskonałą równowagę właściwości mechanicznych i odporności na korozję, dzięki czemu nadaje się do studni HPHT (wysokiej temperatury wysokiej temperatury), w których standardowa stal węglowa gwałtownie się degradowała.

Wymagania dotyczące transportu LNG

Infrastruktura skroplonego gazu ziemnego (LNG) stanowi wyjątkowe wyzwania dla materiałów rurowych z powodu ekstremalnych temperatur kriogenicznych, zwykle -162 ° C podczas transportu i magazynowania. W tych aplikacjach używane w tych aplikacjach użyte rurki ze stali nierdzewnej ze stali nierdzewnej:

• Wyjątkowa wytrzymałość w temperaturach kriogenicznych bez kruchego przejścia

• Stabilność wymiarowa podczas powtarzanego cyklu termicznego

• Wysokie ciśnienie integralności w celu zapewnienia bezpieczeństwa

• Odporność na wstrząs termiczny podczas operacji ładowania/rozładunku

Gatunki austenityczne, takie jak 304L i 316L, są powszechnie określane do zastosowań LNG ze względu na ich doskonałe właściwości o niskiej temperaturze i zachowaną ciągliwość w temperaturach kriogenicznych.

Względy środowiskowe

Nowoczesne operacje ropy i gazu stoją w obliczu coraz bardziej rygorystycznych przepisów środowiskowych. Rury ze stali nierdzewnej z bezproblemu przyczyniają się do celów zrównoważonego rozwoju przez:

• Rozszerzona żywotność usług, zmniejszenie częstotliwości zastępowania i związane z nimi wpływ na środowisko

• Niższe emisje poprzez eliminację punktów upływu wspólnego z układami połączonymi

• Zmniejszone wymagania dotyczące konserwacji i związane z nimi zakłócenia operacyjne

• Pod koniec recyklingu życia, przy czym stal nierdzewna jest w 100% recyklingowa bez degradacji jakości

Odpowiednie standardy branżowe

Bezproblemowe rurki ze stali nierdzewnej do zastosowań naftowych i gazowych muszą być zgodne z rygorystycznymi standardami branżowymi, aby zapewnić bezpieczeństwo, niezawodność i zamienność:

Standardy API (American Petroleum Institute)

Specyfikacje API dostarczają kluczowych wytycznych dotyczących produktów rurowych olejowych i gazowych:

• API 5L : Specyfikacja rur liniowych używanych w systemach transportowych

• API 5CT : Specyfikacja obudowy i rur (produkty OCTG)

• API 6A : Specyfikacja sprzętu do wellhead i choinki

Standardy ASTM (American Society for Testing and Materials)

Standardy ASTM definiują właściwości materiałowe i wymagania testowe:

• ASTM A213/A213M : Standardowa specyfikacja dla bezproblemowego ferrytycznego i austenitycznego kotła ze stali ze stopu, nadgałkaź

• ASTM A269/A269M : Standardowa specyfikacja do bezproblemowej i spawanej rurki stali nierdzewnej Austenitic do usług ogólnych

• ASTM A312/A312M : Standardowa specyfikacja dla bezproblemowych, spawanych i mocno przeziębia Austenityczne rurki ze stali nierdzewnej

NACE (National Association of Corrosion Engineers)

NACE standardy dotyczą wyboru materiałów dla środowisk żrących:

• NACE MR0175/ISO 15156 : Materiały do ​​zastosowania w środowiskach zawierających H₂S w produkcji ropy i gazu

• NACE TM0177 : Testowanie laboratoryjne metali pod kątem odporności na pękanie naprężenia siarczku i pękanie korozji naprężeń w środowiskach H₂s