Titaaniseosmateriaalien käyttö öljyteollisuudessa
Titaani on tärkeä rakennemetalli, joka kehitettiin 1950-luvulla. Titaani voi muodostaa seoksia muiden metallielementtien kanssa parantaakseen ja parantaakseen sen mekaanisia ja fysikaalisia ominaisuuksia vastaamaan erilaisia tarpeita. Titaanilla ja sen seoksilla on korkea lujuus, alhainen kimmokerroin, erinomainen korroosionkestävyys, hyvä bioyhteensopivuus ja muut ominaisuudet. Niitä käytetään laajalti ilmailu- ja avaruuskiinnittimissä, öljyteollisuudessa, tekniikan komponenteissa, lääketieteellisissä sydämentahdistimissa ja muilla aloilla.
Ulkomailla öljykaivoputkissa käytettyjä titaaniseosmateriaaleja ovat pääasiassa 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), jne. Tekniikan kehittyessä TC4 (Ti-6Al-4V) titaaniseosta, jolla on hyvä korroosionkestävyys ja korkea ominaislujuus, käytetään vähitellen kotimaani öljykaivoputkissa.
Suurin osa maani perinteisistä öljykaivoputkista on valmistettu hiiliteräksestä, kuten G105, L80, N80, P110 jne. Öljyn ja kaasun kehitysympäristö maassani on kuitenkin suhteellisen ankara. Öljykaivoputket eivät vain kohtaa korkean lämpötilan ja korkean paineen haasteita palvellessaan maan alla, vaan niiden on myös kestettävä syövyttävien ympäristöjen, kuten H2S:n, CO2:n, korkean suolaliuoksen/täydennysnesteen, alkuainerikin ja vahvan hapon yhteisvaikutukset. Perinteiset hiiliteräksiset öljykaivoputket eivät enää kestä ankaraa käyttöympäristöä.
Titaaniseoksesta valmistettuihin öljyputkiin ja koteloihin kohdistuu suuria ulkoisia painekuormia maan alla. Liu et ai. loi uuden titaaniseoksesta valmistettujen öljyjen kotelon lujuuden ennustemallin lujuus- ja puristuskriteerimallin perusteella sekä laski ja vertasi titaaniseosputkien ja teräsputkien puristuslujuutta eri avainparametreilla. Testitulokset osoittavat, että titaaniseosputkien puristuslujuus on pienempi kuin saman spesifikaation omaavien teräsputkien. Siksi titaaniseoksesta valmistettujen öljyputkien ja koteloiden puristuslujuus on ratkaisevassa asemassa maanalaisen putkinauhan turvallisuuden kannalta.
Ulkomaiset tutkijat Schutz et ai. altisti UNS R56404 titaaniputket nestemäiselle elohopealle ja suoritti korkean jännityksen, jatkuvan vetolujuus- ja sykliset kuormitustestit asiaankuuluvissa öljyn ja kaasun tuotantoolosuhteissa. He havaitsivat, että nestemäisessä elohopeassa 232 asteessa titaaniputket kestävät täysin nestemäisen metallin haurastumista ja muita ympäristön hajoamisen muotoja.
He tutkivat myös UNS R55400 -titaaniseoksen hapanta käyttöä ANSI/NACE MR0175/ISO 15156 -standardin mukaisesti. UNS R55400 kuuluu +-tyyppiseen titaaniseokseen, joka on uudentyyppinen erittäin luja titaaniseos, joka on kehitetty erityisesti korkean lämpötilan ja korkeapaineen öljyn ja kaasun tuotantopalveluihin. He havaitsivat, että UNS R55400 titaaniseosta voidaan käyttää happamissa suolaliuosympäristöissä, joissa on jopa 198 g/l kloridia (kyllästetty), ja sitä voidaan käyttää happamissa olosuhteissa, joiden enimmäiskovuus on 41 HRC, maksimilämpötila 288 astetta, tai ilman alkuainerikkiä ja kestävät vähintään 3,45 MPa H2S:n osapainetta ja 6,9 MPa CO2:n osapainetta.
Siksi titaaniseoksesta valmistettujen öljykaivoputkien korroosionkestävyys on parempi kuin perinteisen hiiliteräsöljykaivoputken. Toiseksi sitä voidaan vahvistaa vanhenemiskäsittelyllä omien mekaanisten ominaisuuksiensa parantamiseksi, ja sillä on erinomaiset ominaisuudet vastustaa nestemäisten metallien haurautta, rikkiä ja happoa. Kuitenkin palveluympäristössä, jossa on suuri ulkoinen painekuorma, titaaniseoksesta valmistettujen öljykaivoputkien puristuslujuus on paljon huonompi kuin hiiliteräsöljykaivoputken. Kotimaassani on vähän tutkimusta titaaniseosten puristus- ja taivutuslujuuden parantamisesta. Siksi on erittäin tärkeää tutkia, kuinka titaaniseosmateriaalien lujuutta voidaan säilyttää tai jopa parantaa korkeissa jännitysolosuhteissa.
Jätä meille viesti, jos haluat lisää räätälöityjä titaanituotteita. Ota meihin yhteyttä saadaksesi viimeisimmät tarjoukset ja erikoistarjoukset.
