L80 13CR石油套管和超級(jí)13cr在金屬里雖然屬于合金管,可是準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是根據(jù)API 5CT標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范生產(chǎn),并根據(jù)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)里的化學(xué)分析和力學(xué)性能來(lái)規(guī)范13cr生產(chǎn)的不銹鋼無(wú)縫管。
L80-13cr石油套管鋼管CO2腐蝕性能分析
二氧化碳腐蝕在石油開(kāi)采中普遍存在,石油套管常直接遭遇嚴(yán)重腐蝕,對(duì)于溫度壓力的CO2腐蝕,普通的碳鋼或者低碳合金鋼就能基本滿足腐蝕要求,如常用的N80 P110 J55。隨著石油開(kāi)采的深度加大,油套管所處的溫度壓力越高,腐蝕環(huán)境越來(lái)越苛刻,普通管材不能達(dá)到腐蝕性能要求,對(duì)此油田采用高級(jí)耐腐蝕鋼管,如 316L不銹鋼、304L不銹鋼。奧氏體不銹鋼等普通不銹鋼,甚至還采用 HP13CR(超級(jí)13cr)、18cr、22cr、 25cr等雙相不銹鋼和 SAF2205等高級(jí)不銹鋼,這些鋼雖然有很好的耐腐蝕性能,但其成本卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通油套管鋼,顯著影響石油開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益
研究表明,普通13cr鋼的耐腐蝕性和價(jià)格均介于普通碳鋼和高級(jí)耐腐蝕鋼質(zhì)檢,因此對(duì)于溫度和壓力較高的油套管腐蝕環(huán)境,研究13cr鋼的CO2腐蝕問(wèn)題就顯得必要。
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目前13Cr系馬氏體不銹鋼在國(guó)內(nèi)已基本實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,部分替了進(jìn)口產(chǎn)品。由于雙相不銹鋼和鎳基合金的合金元素含量較大、制造成本較高,中國(guó)鋼管企業(yè)可在普通13Cr的現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累基礎(chǔ)上,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的合金化研究,不斷改進(jìn)冶煉、軋管和熱處理工藝技術(shù),開(kāi)發(fā)出具有優(yōu)異綜合性能的高鉻馬氏體不銹鋼油套管。
其實(shí)物性能高于API L80-13Cr,適用牙含高CO2、不含H2S的井下環(huán)境使用,已在中石化華東分公司下井成功。此外,為了滿足含有CO2、H2S和Cl-的更嚴(yán)苛高溫環(huán)境,天津鋼管還開(kāi)發(fā)了具有良好耐蝕性、且強(qiáng)度更高的超級(jí)13Cr馬氏體不銹鋼油套管即TP-HP-13Cr和TP-SUP-13Cr
在含有二氧化碳的油氣田開(kāi)發(fā)中,含鉻的不銹鋼表現(xiàn)出優(yōu)良的抗腐蝕性能,隨鉻含量增大,合金的腐蝕速率降低。一般含鉻量達(dá)到12%時(shí),其耐蝕性已經(jīng)非常好,但有氯化物存在的情況下,會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕和間隙腐蝕
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(1)目前13Cr鋼在國(guó)內(nèi)已基本實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還存在許多不足或缺陷,國(guó)內(nèi)制造商或研發(fā)機(jī)構(gòu)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)管材成分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝優(yōu)化等。
(2)由于國(guó)內(nèi)對(duì)13Cr不銹鋼的腐蝕行為研究還比較少,且零碎分散,應(yīng)用目的單一。所以,應(yīng)開(kāi)展面系統(tǒng)的研究,如腐蝕類型bao括常溫均勻腐蝕、高溫高壓腐蝕、幾種典型局部腐蝕等,腐蝕介質(zhì)應(yīng)有水溶液、含CO2油氣井地層水、含H2S地層水、油田注水、酸化體系等,腐蝕性組分應(yīng)有CO2、CO2/H2S、O2/H2O、各種加入緩蝕劑的強(qiáng)(混)酸等。
(3)目前對(duì)13Cr鋼腐蝕機(jī)理的研究還不夠,還有許多工作可做,如不同腐蝕環(huán)下的均勻腐蝕和局部腐蝕的機(jī)理、腐蝕產(chǎn)物膜的防護(hù)機(jī)制和不同條件下發(fā)生點(diǎn)蝕臨界條件等。
(3)(4)對(duì)碳鋼或低合金鋼的阻垢性能良好
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