Applicazione di tubi d'acciaio foderati nel trasporto sottomarino di petrolio e gas

Applicazione di tubi in acciaio composito rivestito nel trasporto sottomarino di petrolio e gas

Lo sviluppo di giacimenti offshore di petrolio e gas dovrebbe svolgere un ruolo importante nella produzione industriale e nello sviluppo economico come importante garanzia energetica per la Cina. Come un importante processo di sviluppo di giacimenti di petrolio e gas offshore, il trasporto di petrolio e gas è legato all'uso delle risorse di petrolio e gas. A causa della presenza di più anidride carbonica, solfuro di idrogeno e altri gas nel mezzo di petrolio e gas, i normali materiali in acciaio al carbonio e lega selezionati dalla pipeline spesso si corrodono, che incidono sul lavoro di trasporto di petrolio e gas e incidono sulla sicurezza del trasporto; E in base alle caratteristiche del trasporto di petrolio e gas, la tubazione generalmente selezionata dovrebbe essere in grado di garantire che non si verifichino danni da corrosione e perdite all'interno 20 anni, e può garantire la minima manutenzione o nessuna manutenzione possibile durante il funzionamento. Quindi, è particolarmente importante selezionare applicazioni di tubi adatte per il trasporto di petrolio e gas in combinazione con materiali e processi esistenti per ottenere problemi di corrosione e problemi di utilizzo sicuro a lungo termine. Combinato con i vantaggi del tubo in acciaio al carbonio e del tubo in lega, l'impiego di RIVESTITO TUBO è una buona soluzione ai problemi di cui sopra, e si ritiene generalmente in patria e all'estero che questo tipo di tubo sia un materiale eccellente per risolvere il problema della corrosione del trasporto di petrolio e gas e dell'uso a lungo termine, e la ricerca specifica e il progresso sono i seguenti.

1 Avanzamento della ricerca e analisi del principale processo produttivo del tubo in acciaio Clad Lined

Il tubo in acciaio composito rivestito è composto principalmente da tubo di base e tubo interno. Tra loro, il tubo di base è composto principalmente da tubi in acciaio al carbonio o tubi in acciaio a bassa lega, e la sua funzione è principalmente quella di supportare la camera d'aria e la resistenza alla compressione, mentre il materiale principale del rivestimento interno è composto da acciaio inossidabile, lega ferro-nichel e altri materiali resistenti alla corrosione, e la sua funzione principale è quella di resistere alla corrosione del gasdotto da parte delle sostanze corrosive contenute nel mezzo petrolifero e del gas per migliorare la durata del gasdotto; Per il rivestimento interno, in base alle caratteristiche della sua tecnologia di elaborazione, può anche essere chiamato strato di rivestimento interno o fodera, e la struttura specifica è mostrata in Figura 1.

Situazione attuale completa, Il tubo d'acciaio composito rivestito secondo il tubo di base e lo strato interno della modalità materiale composito possono essere suddivisi in composito meccanico (rivestimento tubo composito) e composito metallurgico (tubo composito interno), secondo gli standard dell'American Petroleum Institute, la tecnologia di lavorazione e stampaggio principale del composito meccanico è il composito idraulico, composito per trafilatura a freddo, composito di deflagrazione, eccetera., e il composito metallurgico ha principalmente composito di estrusione a caldo, composito laminato a caldo, composito per colata centrifuga, ecc. Il processo specifico e i vantaggi e gli svantaggi sono mostrati nella tabella 1.

tavolo 1 Tabella comparativa della tecnologia di lavorazione dei tubi in acciaio composito foderato comune

In combinazione con le caratteristiche di cui sopra, La Cina ha compiuto grandi progressi nella ricerca e nella produzione di tubi in acciaio composito rivestito. Negli anni, vari produttori di tubi hanno svolto molte ricerche, come l'aggiunta di un gran numero di elementi leganti ai tubi metallici, in modo che la forza e la resistenza all'usura dei tubi possano essere notevolmente migliorate. Parlando in generale, come il Giappone, gli Stati Uniti e altre tecnologie e standard avanzati, è stata utilizzata la produzione di tubi in acciaio composito rivestito nell'industria petrolchimica e nell'industria nucleare, e per soddisfare i requisiti delle centrali elettriche, delle miniere e di altri ambienti ad alta usura. Allo stesso tempo, secondo quanto riportato in letteratura, la laminazione a caldo + Il processo di formatura a freddo sviluppato e ricercato in Giappone ha realizzato l'efficace lavorazione dei tubi in acciaio composito rivestito, con una tecnologia eccellente, qualità affidabile, forte resistenza alla corrosione e resistenza alla compressione, e ha svolto un grande valore nella chimica, giacimenti di petrolio e gas.

2 Requisiti prestazionali dei tubi in acciaio composito rivestito e analisi dell'applicazione

2.1 Ricerca sui requisiti dei materiali e sulle proprietà meccaniche dei tubi di base

Secondo i requisiti di API 5LD-2015 Standard, i tubi in acciaio al carbonio o in acciaio senza saldatura a bassa lega sono selezionati per la produzione di tubi in acciaio composito rivestito, e sono realizzati mediante trattamento termico, allungamento, schiacciamento e altri processi. Per tubi compositi rivestiti, si è riscontrato che il test di impatto Charpy sul substrato prima di assemblare il tubo di rivestimento può realizzare l'ispezione del tubo di base e garantire la resistenza del tubo. Questo metodo è coerente con lo scopo del test del martello di caduta della tubazione con un diametro superiore a 508 mm e un grado di acciaio di X52 o superiore richiesto dallo standard API5LD-2015, e l'uso di questo metodo di prova può garantire efficacemente le prestazioni del tubo. tuttavia, per alcune applicazioni con maggiore resistenza alla corrosione e valori di pressione più elevati, gli Stati Uniti hanno presentato nello studio requisiti di prova delle prestazioni di trazione ad alta temperatura, e anche la Cina lo ha applicato. Per esempio, nella selezione di tubi di Guangzhou Panyu 35-1/35-2 giacimento di petrolio e gas, viene proposta la prova di resistenza alla trazione ad alta temperatura, e il tubo senza saldatura X65 selezionato nel settore petrolifero e del gas richiede che debba resistere al requisito di nessuna frattura a 419 MPa a 103 ° C. Si può vedere che la selezione di tubi nei giacimenti petroliferi e di gas cinesi e in altri campi resistenti alla corrosione e ad alta pressione ha rafforzato le restrizioni sui requisiti materiali del tubo di base, garantire la qualità del tubo e la sicurezza del trasporto dei fluidi.

2.2 Analisi e studio dell'uso dei materiali del tubo e della resistenza alla corrosione del rivestimento interno del tubo di base

Lo strato di rivestimento del tubo in acciaio composito Lined è a diretto contatto con il mezzo di trasporto, e la sua prestazione anticorrosiva è un indicatore importante, che dovrebbe essere pienamente considerato nella selezione del materiale. Per esempio, I requisiti standard API5LD-2015 stabiliscono chiaramente i materiali utilizzati per lo strato di rivestimento dei tubi in acciaio composito rivestito, compresi acciaio inossidabile e materiali in lega resistenti alla corrosione, come l'acciaio inossidabile austenitico, lega di ferronichel e così via. Per la selezione di tali materiali, ogni produttore e produttore di tubi dovrebbe selezionare il materiale appropriato in combinazione con le condizioni specifiche del mezzo di trasporto per garantire che le sue proprietà chimiche e meccaniche soddisfino i requisiti dello standard API5LD-2015. Per esempio, lo strato di rivestimento interno selezionato da Yacheng Oil and Gas Field Company è un tubo in acciaio composito rivestito in lega di ferro-nichel, che garantisce efficacemente la corrosione della condotta da parte delle sostanze CO2 e H2S contenute nel mezzo di petrolio e gas.

Sulla base delle considerazioni di cui sopra, la scelta dello strato di rivestimento in base al tipo di mezzo di trasporto e al grado di durezza della corrosione è fondamentale, come i requisiti di materiale dello strato di rivestimento nel SY/T 6855-2012 Standard, come le disposizioni richiedono che il metallo di base dello strato di rivestimento e la saldatura siano conformi alle disposizioni dell'ISO 15156-2015, e dovrebbe essere in grado di avere le proprietà di incrinatura da stress da zolfo e incrinatura da corrosione; Allo stesso tempo, si precisa che la selezione del materiale deve essere considerata in base ai parametri del mezzo, temperatura e pressione per garantirne le prestazioni e i requisiti.

2.3 Altri requisiti prestazionali e progressi nella ricerca di tubi in acciaio placcato rivestito s

Per tubi compositi, la forza di legame tra lo strato interno e lo strato esterno è la chiave, ma appartiene anche agli importanti indicatori di prestazione del tubo composito, l'applicazione e l'elaborazione effettive dovrebbero essere misurate in modo appropriato, come lo standard API5LD-2015 per chiarire i requisiti della forza di adesione, sottolineando l'uso del test di resistenza al taglio standard ASTM A264-2012, per garantire che la forza di adesione soddisfi i requisiti. Secondo i requisiti standard, il test dovrebbe essere effettuato in un lotto di 50 tubi di acciaio per garantirne le prestazioni. tuttavia, per tubi lavorati con processo composito meccanico, esiste un gap macroscopico tra lo strato di rivestimento e il tubo di base, ad esempio se lo spazio è mescolato con aria o impurità, avrà un grave impatto sulla tenuta. Per esempio, si trova nello studio che quando la temperatura del mezzo di trasporto è troppo alta, il coefficiente di dilatazione del tubo di base e del rivestimento è diverso, che è facile da causare l'instabilità del rivestimento, eccetera., che può causare collasso e rigonfiamento nei casi più gravi, che influenzerà il trasporto dei media. Per i problemi di cui sopra, gli studiosi hanno utilizzato il calcolo degli elementi finiti per regolare i parametri del processo composito nello studio, che ha risolto efficacemente la separazione del torello e della fodera ad alta temperatura. Inoltre, quando vengono utilizzati diversi tipi di metalli per il tubo di base e il rivestimento, il processo dell'operazione di saldatura dovrebbe garantire la resistenza alla corrosione dello strato di rivestimento e della saldatura del rivestimento interno, e le proprietà meccaniche del tubo di base dovrebbero essere considerate, e la difficoltà di saldatura è maggiore. Per questo, gli studiosi usano filo per saldatura a bassa lega nello studio, perché il potenziale elettrochimico è fondamentalmente lo stesso, la saldatura risente meno della corrosione, che non solo riduce il costo della saldatura, ma evita anche la rottura della saldatura dello strato di transizione, che ha un certo valore applicativo nella produzione effettiva.

3 Applicazione e analisi economica del tubo d'acciaio rivestito rivestito nel trasporto sottomarino di petrolio e gas

3.1 Ricerca sull'applicazione di tubi in acciaio composito rivestito nel trasporto sottomarino di petrolio e gas

Il tubo in acciaio composito rivestito ha eccellenti proprietà meccaniche e resistenza alla corrosione, e il materiale appropriato dovrebbe essere selezionato nella selezione dei tubi in combinazione con condizioni specifiche per garantire il risparmio di metalli preziosi e ridurre i costi, e migliorare la densità di efficienza. Il materiale per tubi in acciaio composito rivestito selezionato nei giacimenti di petrolio e gas stranieri ha raggiunto 200,000 Tonnellate, come il tubo composito in lega Cu-Ni utilizzato dalla società giapponese NKK ha una forte resistenza alla corrosione e saldabilità per l'acqua di mare, ed è ampiamente utilizzato nel tubo di introduzione del sistema di desalinizzazione dell'acqua di mare. Allo stesso tempo, l'applicazione di 316L come tubo in acciaio composito rivestito rivestito nel giacimento petrolifero cinese di Tarim ha svolto un ruolo positivo nel garantire il trasporto di petrolio e gas, riducendo il numero di riparazioni e manutenzioni, e garantire i benefici economici delle imprese. tuttavia, In generale, ci sono ancora carenze nella sua applicazione, come il tubo di base, l'attuale standard API 5LD-2015 stabilisce i requisiti minimi che il tubo in acciaio composito rivestito deve soddisfare, ma a causa delle diverse sostanze e concentrazioni corrosive contenute in altri mezzi di trasporto come petrolio e gas, il grado di corrosione è diverso, e il trasporto di alcune sostanze non può garantirne la sicurezza; Inoltre, l'indice di tenacità del tubo di base è un requisito importante del tubo di base, e lo standard attuale non è chiaramente stabilito, e potrebbero esserci alcuni rischi per la sicurezza. In termini di rivestimento, la norma attuale non elenca i materiali utilizzati negli ambienti CO2 e H2S, e la corrosività è la chiave per la vita utile di tali materiali; Quindi, la selezione effettiva dovrebbe essere un'analisi completa delle condizioni di lavoro e delle condizioni ambientali per garantire la selezione dei materiali e la sicurezza d'uso.

3.2 Analisi dei vantaggi economici dei tubi in acciaio composito rivestiti nelle applicazioni di trasporto sottomarino di petrolio e gas

Dall'attuale trasporto medio di petrolio e gas offshore, le misure di controllo dei mezzi di corrosione delle tubazioni includono principalmente le seguenti categorie: Primo, gli inibitori di corrosione vengono aggiunti ai tubi in acciaio al carbonio; Secondo, l'uso di materiale di rivestimento interno; Terzo, l'uso di acciaio inossidabile e materiali resistenti alla corrosione; Il quarto, l'impiego di Rivestito foderato tubi in acciaio composito. Nei modi di cui sopra, gli inibitori di corrosione influenzeranno l'efficienza a causa dei cambiamenti nel mezzo nel tubo, e i costi del materiale e del lavoro sono elevati; La tecnologia di fissaggio nel punto di saldatura del rivestimento interno non è perfetta, e c'è un certo rischio; L'acciaio inossidabile è costoso e presenta un grande rischio economico nelle applicazioni offshore di giacimenti di petrolio e gas. Il tubo in acciaio composito rivestito ha una forte resistenza meccanica e prestazioni di corrosione, presenta evidenti vantaggi, e ha un certo valore applicativo. In termini di analisi del vantaggio economico, sebbene il costo dell'utilizzo di tubi in acciaio composito rivestito sia più elevato, il costo di manutenzione è inferiore nella fase successiva, ed è sicuro e affidabile, rispetto ai tre schemi precedenti, il suo costo di investimento è inferiore, soprattutto quando i vantaggi economici sono più evidenti dopo il superamento del periodo di utilizzo 10 anni. Allo stesso tempo, il processo di produzione e il materiale del tubo in acciaio composito rivestito sono diversi, e anche la sua differenza di valore è grande, come l'attuale prezzo del tubo in acciaio composito foderato comune di 7000 ~ 25000 Dollari americani / Ton, la differenza di prezzo è maggiore. Quindi, nel trasporto di oleodotti di ciascun giacimento offshore di petrolio e gas, l'ambiente di corrosione corrispondente dovrebbe essere combinato per garantire un uso affidabile a lungo termine, e lo strato di rivestimento economico dovrebbe essere selezionato per garantirne la resistenza alla corrosione e soddisfare i requisiti economici, e per garantire il trasporto sicuro del mezzo.

4 Conclusione

In sintesi, I tubi in acciaio composito rivestiti hanno un valore importante nel trasporto marittimo di petrolio e gas. Attualmente, La tecnologia cinese dei tubi in acciaio composito rivestito ha fatto grandi progressi, ma c'è ancora un certo divario tra alcuni campi e il livello internazionale. Al fine di garantire lo sviluppo della tecnologia di produzione di tubi in acciaio composito rivestito in Cina, lo Stato e le imprese dovrebbero adottare misure efficaci per rispondere, aumentare gli investimenti in ricerca e sviluppo, e migliorare i prodotti di supporto, come lo sviluppo di vari tipi di accessori, eccetera., per ottenere la nazionalizzazione dei relativi materiali, ridurre il monopolio dei prodotti esteri, per garantire lo sviluppo e l'applicazione della tecnologia di produzione di tubi in acciaio composito rivestito in Cina.