موجودہ ہموار OCTG منظر نامے میں، عام API 5CT L80 Type 13Cr کے غلبے کو میٹالرجیکل چھت کا سامنا ہے۔ جبکہ معیاری مارٹینسیٹک سٹینلیس سٹیل (MSS) نے بنیادی میٹھے سنکنرن (CO) ماحول کے لیے صنعت کی اچھی خدمت کی ہے 2، ہائی پریشر/ہائی ٹمپریچر (HP/HT) ذخائر اور کاربن کیپچر، یوٹیلائزیشن، اور اسٹوریج (CCUS) پروجیکٹس کی طرف تبدیلی مادی ارتقاء کی ضرورت ہے۔ Tier-1 مینوفیکچررز کے لیے، مقصد اب صرف API کی تفصیلات کو پورا نہیں کرنا ہے۔ یہ انجینئرنگ ملکیتی سپر 13Cr (S13Cr) گریڈز ہے جو 110 ksi (758 MPa) کم از کم پیداواری طاقت حاصل کرنے کے قابل ہے۔ سختی یا سلفائیڈ اسٹریس کریکنگ (SSC) مزاحمت پر سمجھوتہ کیے بغیر
معیاری L80-13Cr کا میٹالرجیکل خسارہ
معیاری 13Cr (تقریباً 12-14% Cr, <0.20% C) سختی کے لیے کاربن پر انحصار کرتا ہے۔ تاہم، 150°C سے زیادہ درجہ حرارت پر، یا ٹریس H S (جزوی دباؤ>1.5 psi) کی موجودگی میں 2، معیاری 13Cr کی غیر فعال آکسائیڈ فلم غیر مستحکم ہو جاتی ہے۔ مزید برآں، معیاری C-Mn-Cr کیمسٹری کے ساتھ 110 ksi پیداوار کی طاقت کا ہدف رکھنے کے لیے اکثر ایسے درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے جو مواد کو خطرناک حد تک ایمبریٹلمنٹ زونز کے قریب رکھتا ہے، جس سے اثرات کی سختی (CVN) کی قدروں میں زبردست کمی واقع ہوتی ہے۔
NACE MR0175/ISO 15156 لیول V یا VI کے ساتھ تعمیل کو برقرار رکھتے ہوئے 110 ksi کی حد کی خلاف ورزی کرنے کے لیے، ہمیں مولیبڈینم اور نکل کے تعارف کے ذریعے مرکب سازی کی حکمت عملی کو بنیادی طور پر تبدیل کرنا ہوگا۔
S13Cr-110ksi کے لیے Mo-Ni میٹرکس کو بہتر بنانا
سپر 13Cr میں منتقلی میں مختلف کیمیائی تبدیلیاں شامل ہیں جو گرمی کے علاج کے دوران آسٹنائٹ مرحلے کو مستحکم کرنے اور مقامی سنکنرن مزاحمت کو بڑھانے کے لیے ڈیزائن کی گئی ہیں۔
1. نکل فیکٹر (3.5% - 5.5%): آسٹنائٹ اسٹیبلائزیشن
معیاری 13Cr کے برعکس، Super 13Cr کم کاربن (<0.03%) کو ویلڈ ایبلٹی کو بہتر بنانے اور کاربائیڈ کی بارش کو کم کرنے کے لیے استعمال کرتا ہے۔ کاربن کے نقصان کی تلافی کے لیے (ایک آسٹینائٹ سٹیبلائزر)، نکل کو 3.5% سے 5.5% پر متعارف کرایا جاتا ہے۔ دھاتی طور پر، نکل 110 ksi گریڈ حاصل کرنے میں دو اہم کام کرتا ہے:
Ac1 درجہ حرارت کو کم کرنا: نکل تبدیلی کے درجہ حرارت کو کم کرتا ہے، لیکن زیادہ اہم بات یہ ہے کہ یہ ڈیلٹا فیرائٹ کی تشکیل کو دباتا ہے۔ یہ بجھانے پر مکمل طور پر مارٹینیٹک مائیکرو اسٹرکچر کو یقینی بناتا ہے، جو بھاری دیواروں کے پائپوں میں یکساں پیداواری طاقت کی تقسیم کے لیے ضروری ہے (جیسے کہ گہرے پانی کے اٹھنے والوں کے لیے ضروری ہے)۔
سختی میں اضافہ: نکل نمایاں طور پر ڈکٹائل ٹو برٹل ٹرانزیشن ٹمپریچر (DBTT) کو بہتر بناتا ہے۔ گہرے پانی سے پہلے کی نمک کی ایپلی کیشنز (جیسے Búzios فیلڈ ڈیولپمنٹ) کے لیے، جہاں ریزر کم محیط سمندری پانی کے درجہ حرارت کے سامنے آتے ہیں، اعلی Ni مواد ذیلی صفر کے حالات (-10 ° C یا اس سے کم) میں بھی اعلی Charpy V-Notch اثر توانائی کو یقینی بناتا ہے۔
2. مولیبڈینم بوسٹ (1.5% - 2.5%): پٹنگ مزاحمت
Molybdenum کی شمولیت سنکنرن مزاحمت کے لیے بنیادی تفریق ہے۔ Molybdenum غیر فعال Cr 2O فلم کے استحکام کو بڑھاتا ہے، خاص طور پر کلورائڈز (Cl 3 کی موجودگی میں ۔-)
ملکیتی کے لیے 110 ksi مارکیٹ کو نشانہ بنانے والے درجات (Baosteel's BG13Cr-110S یا TPCO's TP-110SS کے ساتھ مقابلہ کرتے ہوئے)، 14 سے اوپر ایک Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) کو برقرار رکھنا غیر گفت و شنید ہے۔ یہ Mo اضافہ مواد کو پی ایچ 4.0–5.0 پر 2کے درمیان H S جزوی دباؤ کو برداشت کرنے کی اجازت دیتا ہے 3.0 اور 5.0 psi ، آپریٹنگ لفافے کو L80-13Cr کی وراثت 1.5 psi حد سے کہیں زیادہ پھیلاتا ہے۔
تکنیکی موازنہ: معیاری بمقابلہ ملکیتی سپر 13Cr-110
مندرجہ ذیل جدول کیمیکل اور مکینیکل ڈائیورجن کو واضح کرتا ہے کہ جدید سوور سروس اور CCUS انجیکشن ویلز کے لیے موزوں 110 ksi گریڈ حاصل کرنے کے لیے ضروری ہے۔
پیرامیٹر
API 5CT L80-13Cr (معیاری)
ملکیتی Super 13Cr-110 (S13Cr)
پیداوار کی طاقت (کم سے کم)
80 ksi (552 MPa)
110 ksi (758 MPa)
کاربن (C) مواد
0.15% - 0.22%
<0.03% (الٹرا لو کاربن)
نکل (نی) مواد
<0.50% (بقیہ)
3.5% - 5.5%
Molybdenum (Mo) مواد
-
1.5% - 2.5%
مائیکرو اسٹرکچر
ٹیمپرڈ مارٹینائٹ + کاربائڈز
ٹیمپرڈ مارٹینائٹ + برقرار رکھا ہوا آسٹنائٹ
میکس اوپی۔ درجہ حرارت
~150°C
~175°C - 180°C
H 2S حد (NACE TM0177)
1.5 psi (0.1 بار)
3.0 - 5.0 psi (0.2 - 0.35 بار)
PREN (Cr + 3.3Mo + 16N)
~12-13
> 14.0
مینوفیکچرنگ چیلنجز: ہیٹ ٹریٹمنٹ ونڈو
S13Cr-110ksi پیدا کرنا محض کیمسٹری پگھلنے کے بارے میں نہیں ہے۔ یہ Quench and Temper (Q&T) کے عمل کی درستگی کے بارے میں ہے۔ نکل کا اضافہ Ac1 درجہ حرارت کو کم کرتا ہے (وہ درجہ حرارت جس پر گرم ہونے پر آسٹنائٹ بننا شروع ہوتا ہے)۔ یہ ایک بہت ہی تنگ ٹیمپرنگ ونڈو بناتا ہے۔
اگر ٹمپیرنگ کا درجہ حرارت بہت زیادہ ہے، تو تازہ آسنائٹ بنتا ہے اور ٹھنڈا ہونے پر غیر معتدل مارٹینائٹ میں تبدیل ہو جاتا ہے، جس سے پیداوار کی طاقت بے قابو ہو جاتی ہے اور لچک میں کمی آتی ہے (پیٹروباس ET-3000 چشموں میں ناکامی)۔ اگر درجہ حرارت بہت کم ہے، تو ہم ضروری تناؤ سے نجات اور اثر کی سختی حاصل کرنے میں ناکام رہتے ہیں۔ ہمارا مینوفیکچرنگ عمل اس تنگ میٹالرجیکل ونڈو کو نیویگیٹ کرنے کے لیے +/- 5°C کے اندر درجہ حرارت کنٹرول کے ساتھ درست انڈکشن ہیٹنگ کا استعمال کرتا ہے۔
ایپلیکیشن فوکس: CCUS اور گہری کھٹی گیس
Mo-Ni alloyed S13Cr کا میٹالرجیکل استحکام 2025 میں ابھرتی ہوئی مارکیٹ کے شعبوں کے لیے خاص طور پر اہم ہے:
سعودی عربین سوور گیس (جفورہ بیسن): افقی فریکچرنگ مراحل کے زیادہ گرنے والے دباؤ کو برداشت کرنے کے لیے 110 ksi پیداوار کی طاقت درکار ہے۔ مو افزودہ کیمسٹری اعلی کلورائڈ مواد کے ساتھ تشکیل کے سیالوں کے خلاف ضروری جذبہ فراہم کرتی ہے۔
CCUS (گھنے فیز ٹرانسپورٹ): جبکہ کاربن اسٹیل خشک CO کے لیے معیاری ہے 2، ترمیم شدہ 13Cr انجیکشن کنویں کے لیے 'حفاظتی تہہ' کے طور پر کام کرتا ہے۔ گھنے فیز CO 2 ٹرانسپورٹ میں، پانی کے مواد کی سیر (>50 ppm) کاربونک ایسڈ بنا سکتی ہے، جو کاربن اسٹیل کو تیزی سے خراب کرتا ہے۔ S13Cr-110 پانی کی کمی کے خلاف ایک اہم انشورنس پالیسی پیش کرتا ہے، 25 سالہ لائف سائیکل پر اثاثہ کی سالمیت کو یقینی بناتا ہے۔
