Aplicación de tubería de acero revestida en revestimiento en el transporte submarino de petróleo y gas

Aplicación de tubería de acero compuesto revestida en el transporte submarino de petróleo y gas

El desarrollo de campos de petróleo y gas en alta mar debería desempeñar un papel importante en la producción industrial y el desarrollo económico como una importante garantía energética para China.. Como un proceso importante de desarrollo de campos de petróleo y gas en alta mar., el transporte de petróleo y gas está relacionado con el uso de los recursos de petróleo y gas. Debido a la presencia de más dióxido de carbono., sulfuro de hidrógeno y otros gases en el medio de petróleo y gas, el acero al carbono ordinario y los materiales de aleación seleccionados por la tubería a menudo se corroen, afectando el trabajo de transporte de petróleo y gas y afectando la seguridad del transporte; Y en base a las características del transporte de petróleo y gas., la tubería generalmente seleccionada debe ser capaz de garantizar que no se produzcan fallas por corrosión y fugas dentro de 20 años, y puede garantizar que haya el menor o ningún mantenimiento posible durante el funcionamiento. Por lo tanto, es particularmente importante seleccionar aplicaciones de tuberías adecuadas para el transporte de petróleo y gas en combinación con los materiales y procesos existentes para lograr problemas de corrosión y problemas de uso seguro a largo plazo. Combinado con las ventajas de la tubería de acero al carbono y la tubería de aleación, el uso de ALINEADO DE TUBERÍA es una buena solución a los problemas anteriores, y generalmente se cree en el país y en el extranjero que este tipo de tubería es un material excelente para resolver el problema de la corrosión del transporte de petróleo y gas y el uso a largo plazo, y la investigación específica y el progreso son los siguientes.

1 Progreso de la investigación y análisis del principal proceso de producción de tubería de acero revestida

La tubería de acero compuesto revestida se compone principalmente de tubo base y tubo interior. Entre ellos, la tubería base se compone principalmente de tubería de acero al carbono o tubería de acero de baja aleación, y su función es principalmente la de soportar la cámara de aire y la resistencia a la compresión, mientras que el material principal del revestimiento interior está compuesto de acero inoxidable, aleación de hierro-níquel y otros materiales resistentes a la corrosión, y su función principal es resistir la corrosión de la tubería por las sustancias corrosivas contenidas en el medio de petróleo y gas para mejorar la vida útil de la tubería; Para el forro interior, según las características de su tecnología de procesamiento, también puede llamarse capa de revestimiento interior o revestimiento, y la estructura específica se muestra en la Figura 1.

Situación actual integral, La tubería de acero compuesto revestida de acuerdo con la tubería base y la capa interna del modo compuesto de material se puede dividir en compuesto mecánico (tubo compuesto de revestimiento) y compuesto metalúrgico (tubo compuesto interior), de acuerdo con los estándares del Instituto Americano del Petróleo, La tecnología principal de procesamiento y moldeo de compuestos mecánicos es un compuesto hidráulico., compuesto de estirado en frío, compuesto de deflagración, etcétera, y el compuesto metalúrgico tiene principalmente compuesto de extrusión en caliente, compuesto de laminación en caliente, compuesto de colada centrífuga, etcetera. El proceso específico y las ventajas y desventajas se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 Tabla de comparación de tecnología de procesamiento de tubería de acero compuesto con revestimiento común

Combinado con las características anteriores, China ha hecho un gran progreso en la investigación y fabricación de tubos de acero compuestos revestidos.. A traves de Los años, varios fabricantes de tuberías han llevado a cabo una gran cantidad de investigaciones, como agregar una gran cantidad de elementos de aleación a las tuberías de metal, para que la fuerza y ​​​​la resistencia al desgaste de las tuberías se puedan mejorar significativamente. Generalmente hablando, como japon, los Estados Unidos y otras tecnologías y estándares avanzados, Se ha utilizado la producción de tubos de acero compuestos revestidos en la industria petroquímica y la industria nuclear., y para cumplir con los requisitos de las centrales eléctricas y minas y otros entornos de alto desgaste. Al mismo tiempo, según reportes de la literatura, el laminado en caliente + El proceso de formación en frío desarrollado e investigado en Japón se ha dado cuenta del procesamiento efectivo de tubos de acero compuestos revestidos., con excelente tecnología, calidad confiable, fuerte resistencia a la corrosión y resistencia a la compresión, y ha jugado un gran valor en la química, campos de petróleo y gas.

2 Requisitos de rendimiento de tuberías de acero compuesto revestido y análisis de aplicaciones

2.1 Investigación sobre requisitos de materiales y propiedades mecánicas de los tubos base.

De acuerdo con los requisitos de API 5LD-2015 Estándar, Los tubos de acero al carbono o de acero de baja aleación sin costura se seleccionan para la fabricación de tubos de acero compuesto revestidos., y están hechos por tratamiento térmico, extensión, aplastamiento y otros procesos. Para tubos compuestos revestidos, se encuentra que la prueba de impacto Charpy en el sustrato antes de ensamblar la tubería de revestimiento puede realizar la inspección de la tubería base y garantizar la resistencia de la tubería. Este método es consistente con el propósito de la prueba de martillo de la tubería con un diámetro de más de 508 mm y un grado de acero de X52 o superior requerido por el estándar API5LD-2015, y el uso de este método de prueba puede garantizar efectivamente el rendimiento de la tubería. sin embargo, para algunas aplicaciones con mayor resistencia a la corrosión y valores nominales de presión más altos, los Estados Unidos han presentado requisitos de prueba de rendimiento de tracción a alta temperatura en el estudio, y China también ha aplicado este. Por ejemplo, en la selección de tuberías de Guangzhou Panyu 35-1/35-2 campo de petróleo y gas, se propone la prueba de resistencia a la tracción a alta temperatura, y la tubería sin costura X65 seleccionada en el campo de petróleo y gas requiere que resista el requisito de no fractura a 419MPa en 103 ° C. Se puede ver que la selección de tuberías en los campos de petróleo y gas de China y otros campos resistentes a la corrosión y de alta presión ha reforzado las restricciones sobre los requisitos de material de la tubería base., garantizar la calidad de la tubería y la seguridad del transporte de medios.

2.2 Análisis y estudio del uso de materiales de tubería y resistencia a la corrosión del revestimiento interior de la tubería base

La capa de revestimiento de tubería de acero compuesto revestido está en contacto directo con el medio de transporte, y su rendimiento anticorrosión es un indicador importante, que debe tenerse plenamente en cuenta en la selección de materiales. Por ejemplo, Los requisitos de la norma API5LD-2015 estipulan claramente los materiales utilizados para la capa de revestimiento de las tuberías de acero compuesto revestidas., incluyendo acero inoxidable y materiales de aleación resistentes a la corrosión, como el acero inoxidable austenítico, aleación de ferroníquel y así sucesivamente. Para la selección de tales materiales., cada fabricante y fabricante de tuberías debe seleccionar el material apropiado en combinación con las condiciones específicas del medio de transporte para garantizar que sus propiedades químicas y mecánicas cumplan con los requisitos de la norma API5LD-2015. Por ejemplo, la capa de revestimiento interior seleccionada por Yacheng Oil and Gas Field Company es un tubo de acero compuesto revestido de aleación de hierro y níquel, que asegura efectivamente la corrosión de la tubería por las sustancias CO2 y H2S contenidas en el medio de petróleo y gas.

En base a las consideraciones anteriores, la selección de la capa de revestimiento según el tipo de medio de transporte y el grado de dureza de la corrosión es la clave, como los requisitos de material de la capa de revestimiento en el SY/T 6855-2012 Estándar, tales como las disposiciones requieren que el metal base de la capa de revestimiento y la soldadura deben cumplir con las disposiciones de la norma ISO 15156-2015, y debe poder tener las propiedades de agrietamiento por tensión de azufre y agrietamiento por corrosión; Al mismo tiempo, se señala que la selección del material debe ser considerada de acuerdo a los parámetros de medio, temperatura y presión para garantizar su rendimiento y requisitos.

2.3 Otros requisitos de rendimiento y progreso de la investigación de las tuberías de acero revestidas con revestimiento

Para tubos compuestos, la fuerza de unión entre la capa interna y la capa externa es la clave, pero también pertenece a los indicadores de rendimiento importantes de la tubería compuesta, la aplicación y el procesamiento reales deben medirse de manera adecuada, como el estándar API5LD-2015 para aclarar los requisitos de la fuerza de unión, señalando el uso de la prueba de resistencia al corte estándar ASTM A264-2012, para garantizar que la fuerza de unión cumpla con los requisitos. De acuerdo con los requisitos estándar, la prueba debe llevarse a cabo en un lote de 50 tubos de acero para garantizar su rendimiento. sin embargo, para tubos procesados ​​por proceso mecánico compuesto, hay un espacio macroscópico entre la capa de revestimiento y la tubería base, como si el espacio se mezcla con aire o impurezas, tendrá un impacto serio en la estanqueidad. Por ejemplo, se encuentra en el estudio que cuando la temperatura del medio de transporte es demasiado alta, el coeficiente de expansión de la tubería base y el revestimiento es diferente, que es fácil de causar la inestabilidad del revestimiento, etcétera, que puede causar colapso y abultamiento en casos severos, que afectará el transporte de los medios. Para los problemas anteriores, los académicos utilizaron el cálculo de elementos finitos para ajustar los parámetros del proceso compuesto en el estudio, que resolvió efectivamente la separación de buey y revestimiento de alta temperatura. Además, cuando se utilizan diferentes tipos de metales para la tubería base y el revestimiento, el proceso de operación de soldadura debe garantizar la resistencia a la corrosión de la capa de revestimiento y la soldadura del revestimiento interior, y las propiedades mecánicas de la tubería base deben ser consideradas, y la dificultad de soldadura es mayor. Para esto, los académicos usan alambre de soldadura de baja aleación en el estudio, porque el potencial electroquímico es básicamente el mismo, la soldadura se ve menos afectada por la corrosión, que no solo reduce el costo de soldadura, pero también evita el agrietamiento de la soldadura de la capa de transición, que tiene cierto valor de aplicación en la producción real.

3 Aplicación y análisis económico de la tubería de acero revestida en revestimiento en el transporte submarino de petróleo y gas

3.1 Investigación sobre la aplicación de tubería de acero compuesto revestido en el transporte submarino de petróleo y gas

La tubería de acero compuesto revestido tiene excelentes propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión, y se debe seleccionar el material apropiado en la selección de tuberías en combinación con condiciones específicas para garantizar el ahorro de metales preciosos y reducir costos, y mejorar la densidad de eficiencia. El material de tubería de acero compuesto revestido seleccionado en campos de petróleo y gas extranjeros ha alcanzado 200,000 toneladas, como la tubería compuesta de aleación Cu-Ni utilizada por la empresa NKK de Japón tiene una fuerte resistencia a la corrosión y soldabilidad para agua de mar, y es ampliamente utilizado en la tubería de introducción del sistema de desalinización de agua de mar. Al mismo tiempo, La aplicación de 316L como tubería de acero compuesto revestida en el campo petrolífero de Tarim en China ha desempeñado un papel positivo para garantizar el transporte de petróleo y gas., reduciendo el número de reparaciones y mantenimiento, y garantizar los beneficios económicos de las empresas. sin embargo, En general, aún existen deficiencias en su aplicación, como el tubo base, la norma API 5LD-2015 actual estipula los requisitos mínimos que debe cumplir la tubería de acero compuesto revestida, sino debido a las diferentes sustancias corrosivas y concentraciones contenidas en otros medios de transporte como el petróleo y el gas, el grado de corrosión es diferente, y el transporte de algunas sustancias no puede garantizar su seguridad; Además, el índice de tenacidad de la tubería base es un requisito importante de la tubería base, y el estándar actual no está claramente estipulado, y puede haber ciertos riesgos de seguridad. En cuanto al forro, el estándar actual no enumera los materiales utilizados en los entornos de CO2 y H2S, y la corrosividad es la clave para la vida útil de tales materiales; Por lo tanto, la selección real debe ser un análisis integral de las condiciones de trabajo y las condiciones ambientales para garantizar la selección de materiales y la seguridad de uso.

3.2 Análisis de las ventajas económicas de las tuberías de acero compuesto revestido en aplicaciones de transporte submarino de petróleo y gas

Desde el actual medio de transporte de petróleo y gas en alta mar, las medidas de control de los medios de corrosión de tuberías incluyen principalmente las siguientes categorías: Primero, se agregan inhibidores de corrosión a las tuberías de acero al carbono; Segundo, el uso de material de revestimiento interior; Tercero, el uso de acero inoxidable y materiales resistentes a la corrosión; Cuatro, el uso de revestido forrado tubos de acero compuesto. De las formas anteriores, los inhibidores de corrosión afectarán la eficiencia debido a los cambios en el medio en el tubo, y los costos de materiales y mano de obra son altos; La tecnología de fijación en el lugar de soldadura del revestimiento interior no es perfecta., y hay un cierto riesgo; El acero inoxidable es costoso y tiene un gran riesgo económico en aplicaciones de campos de petróleo y gas en alta mar.. El tubo de acero compuesto revestido tiene una gran resistencia mecánica y rendimiento contra la corrosión., tiene ventajas obvias, y tiene cierto valor de aplicación. En términos de su análisis de beneficio económico, aunque el costo de usar tubería de acero compuesto revestido es más alto, el costo de mantenimiento es menor en la etapa posterior, y es seguro y confiable, en comparación con los tres esquemas anteriores, su costo de inversión es menor, especialmente cuando los beneficios económicos son más evidentes después de que el período de uso excede 10 años. Al mismo tiempo, el proceso de fabricación y el material de la tubería de acero compuesto revestido son diferentes, y su diferencia de valor también es grande, como el precio actual de la tubería de acero compuesto revestido común de 7000 ~ 25000 Dólares estadounidenses / Tonelada, la diferencia de precio es mayor. Por lo tanto, en el transporte por tubería de cada yacimiento de petróleo y gas en alta mar, el entorno de corrosión correspondiente debe combinarse para garantizar un uso confiable a largo plazo, y la capa de revestimiento económica debe seleccionarse para garantizar su resistencia a la corrosión y cumplir con los requisitos económicos, y para garantizar el transporte seguro del medio.

4 Conclusión

En resumen, Los tubos de acero compuestos revestidos tienen un valor importante en el transporte marítimo de petróleo y gas. Actualmente, La tecnología de tubería de acero compuesto revestida de China ha hecho un gran progreso, pero todavía hay una cierta brecha entre algunos campos y el nivel internacional. Con el fin de garantizar el desarrollo de la tecnología de fabricación de tubos de acero compuesto revestido de China, el estado y las empresas deben tomar medidas efectivas para responder, aumentar la inversión en investigación y desarrollo, y mejorar los productos de apoyo, como el desarrollo de varios tipos de accesorios, etcétera, para lograr la nacionalización de los materiales relacionados, reducir el monopolio de los productos extranjeros, para garantizar el desarrollo y la aplicación de la tecnología de fabricación de tubos de acero compuesto revestidos de China.