1. Kokios yra pagrindinės 27-7MO ir A-286 metalurginės tapatybės ir kokia yra jų pagrindinė projektavimo filosofija?
Šie du lydiniai, nors ir pasižymi dideliu našumu, priklauso skirtingoms superlydinių subkategorijoms, kurių stiprinimo mechanizmai ir paskirtis iš esmės skiriasi.
Incoloy 27-7MO (UNS S31277 / EN 1.4507): tai itin austenitinis nerūdijantis plienas. Jo projektavimo filosofija yra užtikrinti didžiausią atsparumą duobių ir plyšių korozijai chloridinėje aplinkoje.
Pagrindinė sudėtis: daug chromo (~21%), labai daug molibdeno (~7,5%) ir daug azoto (~0,3%).
Strengthening Mechanism: Solid-solution strengthened. Its phenomenal corrosion resistance comes from an astronomically high Pitting Resistance Equivalent Number (PREN = %Cr + 3.3x%Mo + 16x%N), typically >50.
Tapatybė: „Chlorido korozijos čempionas“.
A-286 (UNS S66286): tai nusodinant-kietinamas geležies-nikelio-chromo superlydinys. Jo dizaino filosofija yra užtikrinti labai didelį stiprumą ir atsparumą šliaužimui aukštesnėje temperatūroje.
Pagrindinė sudėtis: geležies{0} bazė, daug nikelio (~25%), chromo (~15%) ir titano (~2,0%) bei aliuminio (~0,2%).
Stiprinimo mechanizmas: grūdinimas krituliais per gama pirminę (') fazę [Ni₃(Ti,Al)].
Tapatybė: „didelės-jėgos, aukštos{1}} temperatūros čempionas“.
2. Kodėl naftos ir dujų gavybos jūroje atveju vamzdis, pagamintas iš 27-7 MO, turi būti nurodytas, kad būtų daug chlorido, o ne standartinis dvipusis nerūdijantis plienas?
Jūros aplinka, kurioje yra jūros vanduo, chloridai ir dažnai rūgštinės sąlygos, reikalauja aukščiausio lygio atsparumo korozijai, o tai yra 27-7MO specialybė.
PREN pranašumas:
Duplex 2205 (UNS S32205): PREN ~34-35
Super Duplex 2507 (UNS S32750): PREN ~42-43
27-7MO (UNS S31277): PREN >50
Taikymas-Konkretus pagrindimas:
Unmatched Pitting & Crevice Corrosion Resistance: The PREN >50 užtikrina didžiulę saugos ribą karštuose, chloro{1}}sūrimuose, šulinių skysčiuose ir jūros vandenyje. Tai labai svarbu vamzdžiams, kuriuose gali būti nuosėdų arba kurie yra po tarpinėmis, kur prasideda plyšių korozija.
Atsparumas įtempių korozijos įtrūkimams (SCC): didelis nikelio kiekis (~27 %) užtikrina puikų atsparumą chloro -sukeltam SCC – įprastam standartinio nerūdijančio plieno gedimo režimui.
Rūgščių paslaugų tvarkymas: jis gerai veikia aplinkoje, kurioje yra H₂S (rūgščiųjų dujų), atitinkančios NACE MR0175/ISO 15156 reikalavimus.
27-7MO vamzdis yra skirtas agresyviausioms gręžinių ir povandeninėje aplinkoje, kur dvipusio plieno našumas yra ribinis, todėl užtikrinamas ilgalaikis vientisumas ir išvengiama katastrofiškų gedimų.
3. Kodėl aukšto -slėgio, aukštos{2} temperatūros (HPHT) šulinio galvutės komponentui reikėtų rinktis A-286 lydinio vamzdį, o ne 27-7MO?
HPHT pritaikymo pasirinkimą lemia mechaninio stiprumo reikalavimai, o ne atsparumas korozijai, todėl A-286 neprilygsta 27-7MO.
Jėgos spraga:
27-7MO (atkaitintas): išeiga ~350 MPa (50 ksi). Tai vidutinio stiprumo korozijai atsparus lydinys.
A-286 (Aged): Yield Strength >655 MPa (95 ksi). Tai didelio-stiprumo struktūrinis lydinys.
HPHT taikomųjų programų reikalavimai:
Ekstremalaus slėgio ribojimas: A-286 aukšta takumo riba leidžia suprojektuoti vamzdžius ir komponentus, kurie gali atlaikyti didžiulį vidinį gilių HPHT šulinių slėgį be nuolaidžiavimo.
Atsparumas šliaužimui: aukštesnėje temperatūroje (~700 laipsnių / 1300 laipsnių F) A-286 išlaiko savo stiprumą ilgą laiką, atsparus lėtai deformacijai (šliaužimui), dėl kurios sugestų mažesnio stiprumo medžiaga.
Tvirtinimo detalės ir pakabos: A-286 dažnai naudojamas kritiniams, didelio stiprumo varžtams, pakaboms ir prietaisų linijoms šulinio galvutėje, kur mechaninė apkrova yra pagrindinė dizaino problema.
HPHT šulinyje galite naudoti 27-7MO srauto linijoms, kuriose tvarkomi koroziniai skysčiai, ir A-286, skirtą vidinei vamzdžių pakabai arba kritinio slėgio korpusams, kurie mato mažiau korozijos, bet patiria didžiulį įtempį.
4. Kaip labai skiriasi šių dviejų lydinių suvirinimo ir po-suvirinimo terminio apdorojimo reikalavimai?
Suvirinimo procedūros atspindi skirtingas jų metalurgijas: viena siekiama išsaugoti atsparumą korozijai, kita – išvystyti didelį stiprumą.
Suvirinimas 27-7MO (super austenitinis):
Tikslas: išsaugoti vienfazę{0}}austenitinę struktūrą ir atsparumą korozijai.
Užpildas metalas: naudokite labai legiruotą nikelio{0}} užpildą, pvz., ERNiCrMo-10 arba ERNiCrMo-13 (Hastelloy C-276/C-22 tipas). Tai užtikrina, kad suvirinimo metalas PREN atitinka arba viršija netauriųjų metalų.
PWHT: po{0}}suvirinimo terminis apdorojimas paprastai NĖRA būtinas arba atliekamas. Svarbiausia yra kontroliuoti šilumos tiekimą, kad būtų išvengta žalingų antrinių fazių nusodinimo.
Suvirinimas A-286 (kietinamas nuo kritulių):
Tikslas: pasiekti didelį suvirinimo stiprumą.
Kritinė taisyklė: suvirinkite tik tirpalu{0}}atkaitintą. Suvirinus pasenusią medžiagą, šilumos paveiktoje zonoje (HAZ) gali atsirasti įtrūkimų.
Užpildas: naudokite atitinkamą A-286 užpildo metalą.
PWHT: Po suvirinimo PRIVALOMAS pilnas sendinimo terminis apdorojimas. Visas komponentas turi būti sendintas (pvz., 1300 laipsnių F / 704 laipsnių 16 valandų), kad stiprinančioji gama pradinė fazė nusodintų visame netauriajame metale, HAZ ir suvirinimo metale.
5. Kaip, atliekant povandeninės sistemos gyvavimo ciklo sąnaudų analizę, pasirenkama tarp 27-7MO ir A-286?
Sprendimą vienareikšmiškai lemia dominuojantis konkretaus komponento gedimo režimas.
Pasirinkite 27-7MO vamzdį, kai dominuojanti rizika yra KOROZIJA:
Scenarijus: vamzdis, kuriuo tekamas neapdorotas, neapdorotas šulinio skystis arba aukštesnės temperatūros jūros vanduo.
Pagrindimas: Neprilygstamas 27-7 MO atsparumas duobėms ir chlorido SCC apsaugo nuo nuotėkio ir gedimų, dėl kurių reikėtų astronomiškai brangių povandeninių intervencijų ir sustabdyti gamybą. Didesnę pradinę jo kainą pateisina su korozija susijusių prastovų pašalinimas.
Pasirinkite A-286 vamzdį (arba juostą komponentams), kai dominuojanti rizika yra MECHANINIS GEDIMAS:
Scenarijus: kritinis slėgis{0}}su korpusu, didelio-stiprumo velenas arba komponentas karštoje povandeninio kompresoriaus dalyje.
Pagrindimas: Didelis A-286 stiprumas ir atsparumas šliaužimui yra būtini, kad būtų išvengta sprogimo, deformacijos ar šliaužimo plyšimo ekstremaliomis HPHT sąlygomis. Dėl jo galimybių galima sukurti dizainą.
Išvada: šie lydiniai nekonkuruoja; jie yra įvairių problemų specialistai. Tinkama gyvavimo ciklo analizė nurodo 27-7MO korozijos-dominuojamoms paslaugoms ir A-286 paslaugoms, kuriose dominuoja stiprumas, užtikrinant, kad visos sistemos gedimo rizika per jos eksploatavimo laiką būtų mažiausia.
