Razred API 5CT L80 tipa 13Cr (običajno imenovan '13Cr') je temeljna zlitina, odporna proti koroziji (CRA), ki se uporablja v naftni in plinski industriji. Je martenzitno nerjavno jeklo, ki je zasnovano predvsem za ublažitev CO 2 korozije (sladke korozije) v vrtinah, kjer bi se standardno ogljikovo jeklo prehitro razgradilo.
HITRA DEFINICIJA: 13CR PIPE 13Cr (API 5CT L80-13Cr) je izdelek OCTG iz martenzitnega nerjavečega jekla, zasnovan za
2okolja v vrtini, bogata s CO, do 300 °F (150 °C), vendar je strogo omejen na
2parcialne tlake z nizko H S (<1,5 psi) in mora biti brez kontaminacije s kisikom, da se prepreči luknjičasta luknjica.
POGOSTA VPRAŠANJA O CEVI 13CR
Zakaj moje cevje 13Cr kažejo luknjičasto korozijo, medtem ko so še vedno na stojalu za cevi?
13Cr ni odporen proti rji. Zanaša se na pasivni film kromovega oksida, ki je nestabilen v vlažnem ozračju, bogatem s kloridi (obalno skladiščenje). Za razliko od ogljikovega jekla, ki tvori splošno rjo, je 13Cr izpostavljen lokalnim luknjičastim luknjam, če je shranjen brez ustreznih zunanjih premazov ali na odprtih dvoriščih. Jamičenje, ki se pojavi med skladiščenjem, lahko postane točka koncentracije napetosti za razpoke v vrtini.
Ali lahko izvedem standardno delo s kislino HCl skozi proizvodne cevi 13Cr?
Ne brez posebnih, visokokakovostnih zaviralcev korozije, zasnovanih za metalurgijo. 13Cr je zelo občutljiv na kislinsko korozijo, zlasti med povratnim tokom izrabljene kisline. Če paket inhibitorjev odpove ali če izrabljena kislina dlje časa ostane v vrtini, bo prišlo do katastrofalne izgube mase in luknjanja.
Ali 13Cr zahteva drugačne vrednosti navora segrevanja kot ogljikovo jeklo L80-1?
Da, vendar je kritični dejavnik število vrtljajev, ne samo navor. Martenzitna nerjavna jekla so zelo nagnjena k draženju (obraba zaradi lepljenja). Hitrosti ličenja je treba znatno zmanjšati (pogosto <5-10 RPM) v primerjavi z ogljikovim jeklom, da se prepreči zaslepljevanje navoja, in uporabiti je treba posebne nekovinske spojine za navoje, spremenjene z API-jem.
Tehnične specifikacije in past trdote
Za zagotovitev delovanja L80-13Cr na terenu morajo inženirji preveriti skladnost z API 5CT (proizvodnja) in NACE MR0175 / ISO 15156 (aplikacija). Obstaja kritična razlika med tema dvema standardoma glede trdote.
Kakšne so omejitve kemijske sestave za L80-13Cr? Meja
elementa
(masni %)
Tehnični pomen
Krom (Cr)
12,0 – 14,0
Zagotavlja pasivnost proti CO2.
Ogljik (C)
0,15 – 0,22
Višja vsebnost C kot Super 13Cr olajša utrjevanje, vendar zmanjša varljivost.
Nikelj (Ni)
≤ 0,50
Bistveno: pomanjkanje Ni zmanjša žilavost in odpornost na sulfidne napetostne razpoke (SSC) v primerjavi s Super 13Cr.
molibden (Mo)
-
Običajno odsoten ali v sledovih; Pomanjkanje Mo omejuje odpornost proti luknjanju v visokih kloridih.
Zaključek: zaradi odsotnosti niklja in molibdena v standardnem 13Cr se kemično razlikuje od 'Super 13Cr', zaradi česar je znatno bolj občutljiv na lokalno korozijo in kisla okolja.
Kakšni so konflikti mehanskih lastnosti?
nepremičnine
vrednosti
Opombe o
Moč tečenja
80.000 – 95.000 psi
Identično ogljikovemu jeklu L80-1.
Največja trdota API 5CT
23 HRC
Omejitev zavrnitve proizvodnje.
Največja trdota NACE MR0175
22 HRC
Delovna varnostna meja za sled H 2S.
Zaključek: Naročila morajo izrecno navesti 'Največ 22 HRC po NACE MR0175', ker cev, izdelana do zgornje meje API 5CT (23 HRC), ni skladna za uporabo v kislih razmerah.
Zakaj je razlika 1 HRC med API in NACE kritična?
V martenzitnih jeklih se dovzetnost za sulfidne napetostne razpoke (SSC) eksponentno povečuje s trdoto. Medtem ko je 23 HRC sprejemljiv za čisto mehansko celovitost, empirični podatki potrjujejo, da postane 13Cr, izpostavljen celo sledi H 2S, dovzeten za krhke razpoke nad 22 HRC.
Operativne ovojnice in omejitve
Kakšne so okoljske omejitve za 13Cr?
V skladu z NACE MR0175 / ISO 15156-3 je L80 tip 13Cr sprejemljiv za uporabo samo znotraj strogih okoljskih oken:
H 2S Parcialni tlak: < 1,5 psi (10 kPa).
Raven pH: ≥ 3,5.
Temperatura: Na splošno je omejena na < 300°F (150°C), da se izognemo luknjanju v slanicah z visoko vsebnostjo klorida.
Kisik: < 10 ppb (strogo brez zraka).
Kaj se zgodi, če raztopljeni kisik vstopi v vrtino?
Kisik deluje kot depolarizator, ki uniči pasivno plast kromovega oksida. V prisotnosti kloridov (slanica) to vodi do hitre, lokalizirane stopnje jamičaste korozije, ki lahko preseže 10 mm/leto, kar povzroči okvaro cevi v nekaj tednih.
Ko je 13Cr cev napačna izbira
Neupoštevanje metalurških omejitev standarda 13Cr je glavni vzrok prezgodnjih remontov. Ne uporabljajte tega materiala, če:
H 2S je > 1,5 psi: standardni 13Cr bo podvržen sulfidnim napetostnim razpokam (SSC). Nadgradite na Super 13Cr ali Duplex.
Tekočina je prezračena: Če ne morete zagotoviti okolja brez kisika (npr. določene vrtine za vbrizgavanje vode ali slabo upravljanje s tekočino pakerja), bo 13Cr agresivno pit. morda bo potrebna obložena cev ali GRE.
Temperatura > 300 °F (150 °C): Stabilnost pasivnega filma se poslabša, kar poveča tveganje za razpoke zaradi napetostne korozije (SCC) v koncentriranih slanicah.
Zakisljevanje brez specializiranih zaviralcev: Če se uporabljajo standardni paketi kislin, se bo cev hitro razgradila.
Pogosto zastavljena vprašanja (FAQ)
Ali lahko uporabim L80-13Cr v kisli službi?
Samo pogojno. Dovoljeno je v 'blago kislem' okolju, kjer je parcialni tlak H 2S pod 1,5 psi (10 kPa) in pH nad 3,5. Če okolje presega te posebne mejne vrednosti, material ni v skladu z NACE MR0175 in predstavlja veliko tveganje za katastrofalno razpokanje.
Ali bo ohišje 13Cr odpovedalo, če bo varjeno?
Da, skoraj gotovo. L80-13Cr ima visoko vsebnost ogljika, kar povzroči tvorbo nekaljenega, krhkega martenzita v območju toplotnega vpliva (HAZ) ob ohlajanju. Varjenje na terenu je prepovedano. Vsi dodatki (plavajoči ovratniki, čevlji) morajo biti pritrjeni preko navojnih povezav ali zahtevajo tovarniško varjenje z dovršeno toplotno obdelavo po varjenju (PWHT).
Kakšna je alternativa, če je H2S previsok za 13Cr?
Takojšnji korak višje je Super 13Cr (S13Cr) . S13Cr zniža vsebnost ogljika in doda nikelj (pribl. 4-6%) in molibden (1-2%). Ta sprememba kemije stabilizira mikrostrukturo in izboljša odpornost proti H 2S (pogosto do 3,0–4,5 psi, odvisno od pH) in luknjičastim nastankom, brez velikega skoka stroškov na nerjavna jekla Duplex.
