Uporaba materialov iz titanovih zlitin v naftni industriji
Titan je pomembna strukturna kovina, razvita v petdesetih letih prejšnjega stoletja. Titan lahko tvori zlitine z drugimi kovinskimi elementi za povečanje in izboljšanje svojih mehanskih in fizikalnih lastnosti za izpolnjevanje različnih potreb. Titan in njegove zlitine imajo visoko trdnost, nizek modul elastičnosti, odlično odpornost proti koroziji, dobro biokompatibilnost in druge lastnosti. Široko se uporabljajo v letalskih in vesoljskih pritrdilnih elementih, naftni industriji, inženirskih komponentah, medicinskih srčnih spodbujevalnikih in na drugih področjih.
Materiali iz titanove zlitine, ki se uporabljajo v ceveh za naftne vrtine v tujini, vključujejo predvsem UNS R56404 (Ti-6Al-4V-0.08Ru), UNS R55400 (Ti-5.5Al{{ 8}}.3Zr-5.7V-1.3Mo-0.10O-0.06Pd), UNSR58640 (Ti-3Al-8V -6Cr-4Zr-4Mo), UNS R56260 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo), itd. Z napredkom tehnologije se titanova zlitina TC4 (Ti-6Al-4V) z dobro odpornostjo proti koroziji in visoko specifično trdnostjo postopoma uporablja v ceveh za naftne vrtine v moji državi.
Večina tradicionalnih cevi za naftne vrtine v moji državi je izdelanih iz ogljikovega jekla, kot so G105, L80, N80, P110 itd. Vendar pa je okolje za razvoj nafte in plina v moji državi razmeroma težko. Cevi za naftne vrtine se ne soočajo le z izzivi visoke temperature in visokega tlaka, ko služijo pod zemljo, ampak morajo prenesti tudi skupne učinke korozivnih okolij, kot so H2S, CO2, visokokoncentrirana slanica/tekočina za dokončanje, elementarno žveplo in močna kislina. Tradicionalne cevi za naftne vrtine iz ogljikovega jekla ne morejo več ustrezati težkemu delovnemu okolju.
Oljne cevi in ohišja iz titanove zlitine bodo pod zemljo izpostavljeni velikim zunanjim tlačnim obremenitvam. Liu et al. vzpostavil nov model napovedi trdnosti ohišja iz titanove zlitine, ki temelji na modelu merila trdnosti in kompresije, ter izračunal in primerjal tlačno trdnost cevi iz titanove zlitine in jeklenih cevi z različnimi ključnimi parametri. Rezultati preskusa kažejo, da je tlačna trdnost cevi iz titanove zlitine manjša od tlačne trdnosti jeklenih cevi enakih specifikacij. Zato je tlačna trdnost oljnih cevi in ohišij iz titanove zlitine ključnega pomena za varnost niza cevi pod zemljo.
Tuji znanstveniki Schutz idr. izpostavil cevi iz titana UNS R56404 tekočemu živemu srebru in izvedel teste visoke obremenitve, neprekinjene natezne in ciklične obremenitve v ustreznih pogojih proizvodnje nafte in plina. Ugotovili so, da se lahko titanove cevi v tekočem živem srebru pri 232 stopinjah popolnoma uprejo krhkosti tekoče kovine in drugim oblikam degradacije okolja.
Preučevali so tudi kislo uporabo titanove zlitine UNS R55400 po standardu ANSI/NACE MR0175/ISO 15156. UNS R55400 pripada titanovi zlitini tipa +, ki je nova vrsta titanove zlitine visoke trdnosti, posebej razvita za visokotemperaturne in visokotlačne storitve proizvodnje nafte in plina. Ugotovili so, da je titanovo zlitino UNS R55400 mogoče uporabiti v kislih okoljih slanice z do 198 g/L klorida (nasičenega) in se lahko uporablja v kislih pogojih z največjo trdoto 41 HRC, največjo temperaturo 288 stopinj, z ali brez elementarnega žvepla in vzdrži najmanj 3,45 MPa H2S parcialni tlak in 6,9 MPa CO2 parcialni tlak.
Zato je korozijska odpornost cevi za naftne vrtine iz titanove zlitine boljša kot pri tradicionalnih cevi za naftne vrtine iz ogljikovega jekla. Drugič, mogoče ga je okrepiti s staranjem, da se izboljšajo njegove lastne mehanske lastnosti, in ima odlične lastnosti odpornosti na krhkost tekočih kovin, odpornost na žveplo in kislino. Vendar pa je v delovnem okolju z veliko zunanjo tlačno obremenitvijo tlačna trdnost cevi za naftne vrtine iz titanove zlitine veliko slabša od cevi za naftne vrtine iz ogljikovega jekla. V moji državi je malo raziskav o tem, kako izboljšati tlačno in upogibno trdnost titanovih zlitin. Zato je zelo pomembno preučiti, kako ohraniti ali celo izboljšati trdnost materialov iz titanovih zlitin v pogojih visoke obremenitve.
Pustite nam sporočilo za več izdelkov po meri iz titana. Obrnite se na nas, če želite pridobiti najnovejše ponudbe in posebne ponudbe.
