Zhrnutie: Základná ratingová agentúra pre sladkú službu
API 5CT Grade L80 Typ 13Cr (bežne označovaný ako '13Cr') je základná zliatina odolná voči korózii (CRA) používaná v ťažobnom ropnom a plynárenskom priemysle. Je to martenzitická nehrdzavejúca oceľ určená predovšetkým na zmiernenie 2 korózie CO (sladká korózia) vo vrtoch, kde by štandardná uhlíková oceľ degradovala príliš rýchlo.
STRUČNÁ DEFINÍCIA: 13CR POTRUBIE 13Cr (API 5CT L80-13Cr) je OCTG produkt z martenzitickej nehrdzavejúcej ocele navrhnutý pre
2zvislé prostredie bohaté na CO až do 300 °F (150 °C), ale je prísne obmedzené na nízke
2parciálne tlaky H S (<1,5 psi voľného kyslíka) a musí sa udržiavať, aby sa zabránilo kontaminácii.
BĚŽNÉ OTÁZKY V TERÉNE O 13CR POTRUBÍ
Prečo moje 13Cr hadičky vykazujú jamkovú koróziu, keď sú stále na stojane?
13Cr nie je odolný voči korózii. Spolieha sa na pasívny chróm-oxidový film, ktorý je nestabilný vo vlhkom prostredí bohatom na chloridy (pobrežné skladovanie). Na rozdiel od uhlíkovej ocele, ktorá tvorí všeobecnú hrdzu, 13Cr trpí lokalizovanou jamkovou koróziou, ak sa skladuje bez vhodných vonkajších náterov alebo na otvorených dvoroch. Pitting iniciovaný počas skladovania sa môže stať koncentračným bodom napätia pri prasklinách.
Môžem vykonať štandardnú prácu s kyselinou HCl cez výrobné hadičky 13Cr?
Nie bez špecifických, vysokovrstvových inhibítorov korózie určených pre metalurgiu. 13Cr je vysoko citlivý na koróziu kyselinou, najmä počas spätného toku použitej kyseliny. Ak zlyhá blok inhibítora alebo ak vyčerpaná kyselina zostane vo vrte dlhší čas, dôjde ku katastrofálnej strate hmoty a vzniku jamiek.
Vyžaduje 13Cr iné hodnoty uťahovacieho momentu ako L80-1 uhlíková oceľ?
Áno, ale kritickým faktorom sú otáčky za minútu, nielen krútiaci moment. Martenzitické nehrdzavejúce ocele sú veľmi náchylné na odieranie (adhézne opotrebenie). Rýchlosti nanášania musia byť výrazne znížené (často < 5-10 RPM) v porovnaní s uhlíkovou oceľou, aby sa zabránilo zadretiu závitu, a musia sa použiť špecifické API-modifikované alebo prémiové nekovové závitové zmesi.
Technické špecifikácie a pasca tvrdosti
Aby sa zabezpečilo, že L80-13Cr bude fungovať v teréne, inžinieri musia overiť zhodu s API 5CT (výroba) a NACE MR0175 / ISO 15156 (aplikácia). Existuje kritický nesúlad medzi týmito dvoma normami, pokiaľ ide o tvrdosť.
Aké sú limity chemického zloženia pre L80-13Cr?
prvku (hmot. %)
Limit
Technická významnosť
chróm (Cr)
12,0 – 14,0
Poskytuje pasivitu voči CO2.
uhlík (C)
0,15 – 0,22
Vyšší obsah C ako Super 13Cr uľahčuje vytvrdzovanie, ale znižuje zvárateľnosť.
nikel (Ni)
≤ 0,50
Rozhodujúce: Nedostatok Ni znižuje húževnatosť a odolnosť proti praskaniu sulfidovým napätím (SSC) v porovnaní so Super 13Cr.
molybdén (Mo)
-
Zvyčajne chýba alebo je stopa; nedostatok Mo obmedzuje odolnosť proti jamkovej korózii vo vysokých chloridoch.
Vzhľad: Neprítomnosť niklu a molybdénu v štandardnom 13Cr ho robí chemicky odlišným od 'Super 13Cr', čím je výrazne citlivejší na lokalizovanú koróziu a kyslé prostredie.
Aké sú konflikty mechanických vlastností?
nehnuteľnosti
k hodnote
Poznámky
Medza klzu
80 000 – 95 000 psi
Identické s uhlíkovou oceľou L80-1.
Maximálna tvrdosť API 5CT
23 HRC
Limit odmietnutia výroby.
NACE MR0175 Maximálna tvrdosť
22 HRC
Prevádzkový bezpečnostný limit pre stopu H 2S.
Take away: Objednávky na obstarávanie musia explicitne špecifikovať 'Max 22 HRC na NACE MR0175', pretože rúry vyrobené podľa hornej hranice API 5CT (23 HRC) nevyhovujú pre aplikácie kyslých služieb.
Prečo je rozdiel 1 HRC medzi API a NACE kritický?
V martenzitických oceliach sa náchylnosť na praskanie sulfidovým napätím (SSC) zvyšuje exponenciálne s tvrdosťou. Zatiaľ čo 23 HRC je prijateľný pre čistú mechanickú integritu, empirické údaje potvrdzujú, že 13Cr vystavený aj stopám H 2S sa stáva náchylným na krehké praskanie nad 22 HRC.
Prevádzkové obálky a obmedzenia
Aké sú environmentálne limity pre 13Cr?
Podľa NACE MR0175 / ISO 15156-3 je L80 typ 13Cr prijateľný na použitie len v rámci prísne ekologických okien:
H 2S Parciálny tlak: < 1,5 psi (10 kPa).
Úroveň pH: ≥ 3,5.
Teplota: Vo všeobecnosti obmedzená na < 300 °F (150 °C), aby sa zabránilo tvorbe jamiek v soľanke s vysokým obsahom chloridov.
Kyslík: < 10 ppb (prísne odvzdušnený).
Čo sa stane, ak sa rozpustený kyslík dostane do vrtu?
Kyslík pôsobí ako depolarizátor, ktorý ničí pasívnu vrstvu oxidu chrómu. V prítomnosti chloridov (soľanka) to vedie k rýchlej, lokalizovanej rýchlosti bodovej korózie, ktorá môže presiahnuť 10 mm/rok, čo spôsobí zlyhanie potrubia v priebehu niekoľkých týždňov.
Keď je potrubie 13Cr zlou voľbou
Nedodržanie metalurgických obmedzení štandardu 13Cr je hlavnou príčinou predčasných prác. Tento materiál nepoužívajte, ak:
HS 2je > 1,5 psi: Štandardný 13Cr bude trpieť praskaním sulfidovým stresom (SSC). Inovujte na Super 13Cr alebo Duplex.
Kvapalina je prevzdušňovaná: Ak nemôžete zaručiť prostredie bez kyslíka (napr. určité studne na vstrekovanie vody alebo zlé hospodárenie s kvapalinou v pakre), 13Cr bude agresívne prehlbovať. môže byť potrebné vložkované potrubie alebo GRE.
Teplota > 300 °F (150 °C): Stabilita pasívneho filmu sa zhoršuje, čím sa zvyšuje riziko praskania spôsobeného koróziou (SCC) v koncentrovaných soľných roztokoch.
Okysľovanie bez špeciálnych inhibítorov: Ak sa použijú štandardné balenia kyselín, hadičky sa rýchlo znehodnotia.
Často kladené otázky (FAQ)
Môžem použiť L80-13Cr v kyslej prevádzke?
Len podmienečne. Je povolený v 'mierne kyslom' prostredí, kde 2je parciálny tlak HS nižší ako 1,5 psi (10 kPa) a pH je vyššie ako 3,5. Ak prostredie prekročí tieto špecifické prahové hodnoty, materiál nie je v súlade s NACE MR0175 a predstavuje vysoké riziko katastrofického praskania.
Zlyhá 13Cr plášť pri zváraní?
Áno, takmer určite. L80-13Cr má vysoký uhlíkový ekvivalent, ktorý po ochladení spôsobuje tvorbu netemperovaného, krehkého martenzitu v tepelne ovplyvnenej zóne (HAZ). Poľné zváranie je zakázané. Akékoľvek príslušenstvo (plávajúce objímky, topánky) musí byť pripevnené pomocou závitových spojov alebo vyžaduje továrenské zváranie s prepracovaným tepelným spracovaním po zváraní (PWHT).
Aká je alternatíva, ak je H2S príliš vysoký pre 13Cr?
Okamžitým krokom nahor je Super 13Cr (S13Cr) . S13Cr znižuje obsah uhlíka a pridáva nikel (cca 4-6%) a molybdén (1-2%). Táto chemická zmena stabilizuje mikroštruktúru a zlepšuje odolnosť voči H 2S (často až 3,0-4,5 psi, v závislosti od pH) a jamkovej korózii, bez masívneho nárastu nákladov na nerezové ocele Duplex.
