Titaanisulamist materjalide kasutamine naftatööstuses
Titaan on oluline ehitusmetall, mis töötati välja 1950. aastatel. Titaan võib moodustada sulameid teiste metallelementidega, et parandada ja parandada selle mehaanilisi ja füüsikalisi omadusi erinevate vajaduste rahuldamiseks. Titaanil ja selle sulamitel on kõrge tugevus, madal elastsusmoodul, suurepärane korrosioonikindlus, hea biosobivus ja muud omadused. Neid kasutatakse laialdaselt kosmosesõidukite kinnitusdetailides, naftatööstuses, insenerikomponentides, meditsiinilistes südamestimulaatorites ja muudes valdkondades.
Välismaal naftapuurtorudes kasutatavate titaanisulamite materjalide hulka kuuluvad peamiselt 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. Tehnoloogia arenedes kasutatakse minu kodumaa naftapuurtorudes järk-järgult hea korrosioonikindluse ja kõrge eritugevusega TC4 (Ti-6Al-4V) titaanisulamit.
Enamik minu kodumaa traditsioonilistest naftapuuraukude torudest on valmistatud süsinikterasest, nagu G105, L80, N80, P110 jne. Siiski on nafta ja gaasi arendamise keskkond minu riigis suhteliselt karm. Naftapuutorud ei seisa maa all teenindades silmitsi mitte ainult kõrge temperatuuri ja kõrge rõhu väljakutsetega, vaid peavad vastu pidama ka söövitavate keskkondade, nagu H2S, CO2, kõrge kontsentratsiooniga soolvee/täiendusvedeliku, elementaarse väävli ja tugeva happe koosmõjudele. Traditsioonilised süsinikterasest õlikaevude torud ei vasta enam karmile teeninduskeskkonnale.
Titaanisulamist õlitorud ja korpused alluvad maa-alusele suurele välisele survekoormusele. Liu et al. kehtestas tugevuse ja survekriteeriumi mudeli põhjal uue titaanisulamist õli korpuse tugevuse prognoosimudeli ning arvutas ja võrdles erinevate võtmeparameetritega titaanisulamist torude ja terastorude survetugevust. Katsetulemused näitavad, et titaanisulamist torude survetugevus on väiksem kui sama spetsifikatsiooniga terastorudel. Seetõttu on titaanisulamist õlitorude ja -kestade survetugevus maa-aluse torujuhtme ohutuse seisukohalt ülioluline.
Välismaised teadlased Schutz jt. puutusid UNS R56404 titaantorud kokku vedela elavhõbedaga ning viisid läbi suure pinge, pideva tõmbetugevuse ja tsüklilise koormuse katsed asjakohastes nafta- ja gaasitootmistingimustes. Nad leidsid, et 232-kraadises vedelas elavhõbedas suudavad titaantorud täielikult vastu seista vedela metalli haprusele ja muudele keskkonnakahjustuste vormidele.
Samuti uurisid nad ANSI/NACE MR0175/ISO 15156 standardi alusel UNS R55400 titaanisulami happelist kasutamist. UNS R55400 kuulub + tüüpi titaanisulamisse, mis on uut tüüpi ülitugev titaanisulam, mis on spetsiaalselt välja töötatud kõrge temperatuuriga ja kõrgsurve nafta- ja gaasitootmisteenuste jaoks. Nad leidsid, et UNS R55400 titaanisulamit saab kasutada happelises soolvees keskkonnas, milles on kuni 198 g/l kloriidi (küllastunud), ja seda saab kasutada happelistes tingimustes maksimaalse kõvadusega 41 HRC, maksimaalse temperatuuriga 288 kraadi koos või ilma elementaarse väävlita ja taluvad vähemalt 3,45 MPa H2S osarõhku ja 6,9 MPa CO2 osarõhku.
Seetõttu on titaanisulamist õlikaevu toru korrosioonikindlus parem kui traditsioonilise süsinikterasest õlikaevu toru oma. Teiseks saab seda tugevdada vananemistöötlusega, et parandada selle enda mehaanilisi omadusi, ja sellel on suurepärased omadused, mis on vastupidavad vedelmetallide haprusele, väävli- ja happekindlusele. Kuid suure välise survekoormusega teeninduskeskkonnas on titaanisulamist õlipuutoru survetugevus palju madalam kui süsinikterasest õlikaevu torudel. Minu riigis on vähe uuritud, kuidas parandada titaanisulamite surve- ja paindetugevust. Seetõttu on väga oluline uurida, kuidas säilitada või isegi parandada titaanisulamist materjalide tugevust kõrge pinge tingimustes.
Rohkemate titaanist kohandatud toodete saamiseks jätke meile sõnum. Uusimate hinnapakkumiste ja eripakkumiste saamiseks võtke meiega ühendust.
