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有关酸性油气田材料选择的 4 个问题解答

世伟洛克石油和天然气材料选择

有关酸性油气田材料选择的四个问题解答

2020 年 4 月 7 日 | 接头产品经理 Natalie Hagan

由于石油和天然气生产商着眼于满足世界的能源需求并扩大其收入流,他们已经采取了集体行动,目的是挖掘更深、更远的海底非常规资源储备。然而,由酸性气体或其他严重的系统故障导致的泄漏可能会造成代价高昂的后果。酸性介质中的工艺流体含具有腐蚀性、易燃性和毒性的硫化氢 (H2S)。这种腐蚀性可彻底摧毁合金,并导致高强度碳钢和低合金钢中的硫化物应力腐蚀开裂(SSC)。SSC 会导致材料脆化以及正常易延展金属合金突然失效。

利用我们的材料选择指南识别硫化物应力腐蚀开裂

随着石油和天然气行业开采更多含 H2S 的储备,了解 NACE 标准以确保材料可以承受这种极端条件至关重要。MR0175/ISO 15156 是指导酸性气体应用中合金选择的一项标准。这项标准包含描述用于上游酸性气体应用的各种材料的材料要求和环境限制的表格。

了解这些要求并了解您的材料选择可以帮助控制多种腐蚀,包括在酸性油田中最普遍的腐蚀。我们解答了有关酸性气体应用中材料选择的四个常见问题,因此您可以选择更有可能安全有效地工作的流体系统组件。

问题 1:哪些材料适合用于酸性气体应用?

NACE MR0175/ISO 15156 标准规定了适用于石油和天然气生产中的酸性环境的材料,包括 316 不锈钢、6 钼合金、2507、825、625、C-276 和合金 400。这些材料具有这项标准中列出的特定应用和环境限制。

没有任何一种不锈钢完全不受氯离子引起的应力腐蚀开裂 (SCC) 的影响。 当从 316 不锈钢中选择卡套管接头时,务必要指定镍和铬含量高于 ASTM 最低要求 - 10% 镍和 16% 铬。 由现成的 316/316L 不锈钢制成的卡套管接头具有最低的镍和铬含量,被发现更容易受到氯化物引起的应力开裂的影响。较高的镍含量可提供更好的整体耐腐蚀性能,改善奥氏体对马氏体形成的稳定性,并具有更高的抗氢脆性能。当材料中含有大量的马氏体时,氢脆会导致材料变脆并易于破裂。较高的铬含量可提高抗点蚀性能。

了解可供您用来控制腐蚀的材料

问题 2:适当的材料选择可以减轻哪些潜在的风险或损害?

在酸性气体应用中使用正确的材料可以降低发生 SSC 和 SCC 的风险。一旦材料发生腐蚀,材料降解可能会导致灾难性故障,从而影响环境、人员和安全,并可能导致不可预见的生产成本。此风险要求了解 NACE 合规标准和规范的要求,这些要求依据产品使用的环境条件而定。

问题 3:选择最优耐腐蚀材料时应考虑哪些关键因素?

务必要考虑操作条件(包括启动和关闭)带来的腐蚀威胁,候选材料对这些威胁的抵抗力,以及维护和维修的便利性。此外,了解应用压力、温度、氯化物浓度、pH 和 H2S 分压有助于材料选择。通过适当的材料科学培训,您可以学习如何根据压力和温度额定值、腐蚀性威胁和合规性选择最优材料。

问题 4:符合 NACE 规范的材料如何能改善操作安全性和性能?

材料降解会导致组件过早失效,从而威胁到人员和财产安全,并可能导致产品污染,从而导致生产损失和高昂的维护成本。根据应用中的环境和工艺条件选择合适的材料有助于提高资产的使用寿命、增强性能安全性并延长系统保持完整性的时间。此外,合规材料还能减少未来对可能使用不合规材料建造的资产进行返工的需求。

阅读 NACE 要求概述

随着石油和天然气行业继续开采酸性气体,材料的可靠性十分关键。需要特别注意对腐蚀敏感的设备(例如阀门、接头和仪表)。遵守 NACE MR0175/ISO 15156 的建议并透彻地了解合金限制对于要求苛刻的酸性气体环境中的安全、耐用的设备至关重要。

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