Aplicação de tubo de aço revestido com revestimento no transporte submarino de petróleo e gás

Aplicação de tubo de aço composto revestido em transporte submarino de petróleo e gás

O desenvolvimento de campos offshore de petróleo e gás deve desempenhar um papel importante na produção industrial e no desenvolvimento econômico como uma importante garantia energética para a China. Como um importante processo de desenvolvimento offshore de petróleo e gás, transporte de petróleo e gás está relacionado ao uso de recursos de petróleo e gás. Devido à presença de mais dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio e outros gases no meio de petróleo e gás, o aço carbono comum e os materiais de liga selecionados pela tubulação geralmente corroem, afetando o trabalho de transporte de petróleo e gás e afetando a segurança do transporte; E com base nas características do transporte de petróleo e gás, a tubulação geralmente selecionada deve ser capaz de garantir que nenhuma falha de corrosão e vazamento ocorra dentro 20 anos, e pode garantir que haja o mínimo de manutenção ou nenhuma manutenção possível durante a operação. Portanto,, é particularmente importante selecionar aplicações de tubulação adequadas para transporte de petróleo e gás em combinação com materiais e processos existentes para alcançar problemas de corrosão e problemas de uso seguro a longo prazo. Combinado com as vantagens do tubo de aço carbono e tubo de liga, o uso de FORRADA CANO é uma boa solução para os problemas acima, e geralmente acredita-se em casa e no exterior que este tipo de tubo é um excelente material para resolver o problema de corrosão de transporte de petróleo e gás e uso a longo prazo, e a pesquisa e o progresso específicos são os seguintes.

1 Avanço da pesquisa e análise do principal processo de produção do tubo de aço Clad Lined

Tubo de aço composto revestido é composto principalmente de tubo de base e tubo de tubo interno. Entre eles, o tubo de base é composto principalmente de tubo de aço carbono ou tubo de aço de baixa liga, e sua função é principalmente para suportar o tubo interno e a resistência à compressão, enquanto o material principal do forro interno é composto de aço inoxidável, liga de ferro-níquel e outros materiais resistentes à corrosão, e sua principal função é resistir à corrosão do oleoduto pelas substâncias corrosivas contidas no meio de petróleo e gás para melhorar a vida útil do oleoduto; Para o forro interno, de acordo com as características de sua tecnologia de processamento, também pode ser chamado de camada de revestimento interno ou forro, e a estrutura específica é mostrada na Figura 1.

Situação atual abrangente, Tubo de aço composto revestido de acordo com o tubo de base e a camada interna do modo composto de material pode ser dividido em composto mecânico (tubo composto de revestimento) e compósito metalúrgico (tubo composto interno), de acordo com as normas do American Petroleum Institute, A principal tecnologia de processamento e moldagem composta mecânica é composta hidráulica, composto de trefilação a frio, composto de deflagração, etc., e composto metalúrgico tem principalmente composto de extrusão a quente, composto laminado a quente, composto de fundição centrífuga, etc. O processo específico e as vantagens e desvantagens são mostrados na Tabela 1.

Mesa 1 Tabela de comparação de tecnologia de processamento de tubo de aço composto revestido comum

Combinado com as características acima, A China fez grandes progressos na pesquisa e fabricação de tubos de aço compostos revestidos s. Ao longo dos anos, vários fabricantes de tubos realizaram muitas pesquisas, como adicionar um grande número de elementos de liga a tubos de metal, para que a força e a resistência ao desgaste dos tubos possam ser significativamente melhoradas. De um modo geral, como o Japão, os Estados Unidos e outras tecnologias e padrões avançados, a produção de tubos de aço compostos revestidos na indústria petroquímica e na indústria nuclear tem sido utilizada, e para atender aos requisitos de usinas e minas e outros ambientes de alto desgaste. Ao mesmo tempo, de acordo com relatos da literatura, a laminação a quente + processo de conformação a frio desenvolvido e pesquisado no Japão realizou o processamento eficaz de tubos de aço compostos revestidos, com excelente tecnologia, qualidade confiável, forte resistência à corrosão e resistência à compressão, e tem desempenhado um grande valor na indústria química, campos de petróleo e gás.

2 Requisitos de desempenho de tubo de aço composto revestido e análise de aplicação

2.1 Pesquisa sobre requisitos de material e propriedades mecânicas de tubos de base

De acordo com os requisitos de API 5LD-2015 Padrão, tubos de aço carbono ou aço sem costura de baixa liga são selecionados para a fabricação de tubos de aço composto revestidos, e são feitos por tratamento térmico, alongamento, esmagamento e outros processos. Para tubos compostos revestidos, verifica-se que o teste de impacto Charpy no substrato antes de montar o tubo de revestimento pode realizar a inspeção do tubo de base e garantir a resistência do tubo. Este método é consistente com a finalidade do teste de queda de martelo da tubulação com um diâmetro de mais de 508 mm e um grau de aço de X52 ou superior exigido pelo padrão API5LD-2015, e o uso deste método de teste pode efetivamente garantir o desempenho do tubo. no entanto, para algumas aplicações com maior resistência à corrosão e classificações de pressão mais altas, os Estados Unidos apresentaram requisitos de teste de desempenho de tração de alta temperatura no estudo, e a China também aplicou isso. Por exemplo, na seleção de tubos de Guangzhou Panyu 35-1/35-2 campo de petróleo e gás, o teste de desempenho de tração em alta temperatura é proposto, e o tubo sem costura X65 selecionado no campo de petróleo e gás exige que ele suporte o requisito de não fraturar em 419MPa em 103 ° C. Pode-se ver que a seleção de tubos nos campos de petróleo e gás da China e outros campos resistentes à corrosão e de alta pressão fortaleceu as restrições nos requisitos de material do tubo de base, garantindo a qualidade do tubo e a segurança do transporte de mídia.

2.2 Análise e estudo do uso de materiais de tubo e resistência à corrosão do revestimento interno do tubo de base

A camada de revestimento de tubo de aço composto revestido está em contato direto com o meio de transporte, e seu desempenho anticorrosivo é um indicador importante, que devem ser totalmente considerados na seleção do material. Por exemplo, Os requisitos do padrão API5LD-2015 estipulam claramente os materiais usados ​​para a camada de revestimento dos tubos de aço composto revestidos, incluindo aço inoxidável e materiais de liga resistentes à corrosão, como aço inoxidável austenítico, liga de ferroníquel e assim por diante. Para a seleção de tais materiais, cada fabricante e fabricante de tubos deve selecionar o material apropriado em combinação com as condições específicas do meio de transporte para garantir que suas propriedades químicas e mecânicas atendam aos requisitos do padrão API5LD-2015. Por exemplo, a camada de revestimento interno selecionada pela Yacheng Oil and Gas Field Company é um tubo de aço composto revestido de liga de ferro-níquel, que efetivamente garante a corrosão do oleoduto pelas substâncias CO2 e H2S contidas no meio de petróleo e gás.

Com base nas considerações acima, a seleção da camada de revestimento de acordo com o tipo de meio de transporte e o grau de dureza da corrosão é a chave, como os requisitos de material da camada de revestimento no SY/T 6855-2012 Padrão, tais como as disposições exigem que o metal base da camada de revestimento e a soldagem cumpram as disposições da ISO 15156-2015, e deve ser capaz de ter as propriedades de rachadura por tensão de enxofre e rachadura por corrosão; Ao mesmo tempo, ressalta-se que a seleção do material deve ser considerada de acordo com os parâmetros do meio, temperatura e pressão para garantir seu desempenho e requisitos.

2.3 Outros requisitos de desempenho e progresso da pesquisa de tubos de aço revestidos revestidos

Para tubos compostos, a força de ligação entre a camada interna e a camada externa é a chave, mas também pertence aos importantes indicadores de desempenho do tubo composto, a aplicação e o processamento reais devem ser medidos de maneira apropriada, como o padrão API5LD-2015 para esclarecer os requisitos da força de ligação, apontando o uso do teste de resistência ao cisalhamento padrão ASTM A264-2012, para garantir que a força de ligação atenda aos requisitos. De acordo com os requisitos padrão, o teste deve ser realizado em um lote de 50 tubos de aço para garantir o seu desempenho. no entanto, para tubos processados ​​por processo mecânico composto, existe uma lacuna macroscópica entre a camada de revestimento e o tubo de base, como se a lacuna fosse misturada com ar ou impurezas, terá um sério impacto no aperto. Por exemplo, descobriu-se no estudo que quando a temperatura do meio de transporte é muito alta, o coeficiente de expansão do tubo de base e o forro é diferente, o que é fácil de causar a instabilidade do forro, etc., que pode causar colapso e abaulamento em casos graves, que afetará o transporte de mídia. Para os problemas acima, estudiosos usaram o cálculo de elementos finitos para ajustar os parâmetros do processo composto no estudo, que efetivamente resolveu a separação de boi de alta temperatura e forro. Além disso, quando diferentes tipos de metais são usados ​​para o tubo de base e o revestimento, o processo de operação de soldagem deve garantir a resistência à corrosão da camada de revestimento e a solda do revestimento interno, e as propriedades mecânicas do tubo de base devem ser consideradas, e a dificuldade de soldagem é maior. Por esta, estudiosos usam arame de solda de baixa liga no estudo, porque o potencial eletroquímico é basicamente o mesmo, a solda é menos afetada pela corrosão, o que não só reduz o custo de soldagem, mas também evita a rachadura da camada de transição de solda, que tem certo valor de aplicação na produção real.

3 Aplicação e análise econômica de tubos de aço Clad Lined no transporte submarino de petróleo e gás

3.1 Pesquisa sobre a aplicação de tubos de aço compostos revestidos no transporte submarino de petróleo e gás

Tubo de aço composto revestido tem excelentes propriedades mecânicas e resistência à corrosão, e o material apropriado deve ser selecionado na seleção de tubos em combinação com condições específicas para garantir a economia de metais preciosos e reduzir custos, e melhorar a densidade de eficiência. O material de tubo de aço composto revestido selecionado em campos estrangeiros de petróleo e gás atingiu 200,000 toneladas, como o tubo composto de liga Cu-Ni usado pela empresa japonesa NKK tem forte resistência à corrosão e soldabilidade para água do mar, e é amplamente utilizado na tubulação de introdução do sistema de dessalinização de água do mar. Ao mesmo tempo, a aplicação do 316L como um tubo de aço composto revestido revestido no campo petrolífero de Tarim na China desempenhou um papel positivo na garantia do transporte de petróleo e gás, reduzindo o número de reparos e manutenções, e garantir os benefícios econômicos das empresas. no entanto, Em geral, ainda existem deficiências na sua aplicação, como o tubo de base, a norma atual API 5LD-2015 estipula os requisitos mínimos que o tubo de aço composto revestido deve atender, mas devido às diferentes substâncias corrosivas e concentrações contidas em outros meios de transporte, como petróleo e gás, o grau de corrosão é diferente, e o transporte de algumas substâncias não pode garantir sua segurança; Além disso, o índice de tenacidade do tubo de base é um requisito importante do tubo de base, e o padrão atual não está claramente estipulado, e pode haver certos riscos de segurança. Em termos de forro, a norma atual não lista os materiais usados ​​nos ambientes de CO2 e H2S, e corrosividade é a chave para a vida útil de tais materiais; Portanto,, a seleção real deve ser condições de trabalho abrangentes e análise das condições ambientais para garantir a seleção de materiais e usar a segurança.

3.2 Análise das vantagens econômicas de tubos de aço compostos revestidos em aplicações de transporte submarino de petróleo e gás

Do atual meio de transporte offshore de petróleo e gás, as medidas de controle dos meios de corrosão da tubulação incluem principalmente as seguintes categorias: Primeiro, inibidores de corrosão são adicionados aos tubos de aço carbono; Segundo, o uso de material de revestimento interno; Terceiro, o uso de aço inoxidável e materiais resistentes à corrosão; Quarto, o uso de forrado revestido tubos de aço compostos. Nas formas acima, inibidores de corrosão afetarão a eficiência devido a mudanças no meio no tubo, e os custos de material e mão de obra são altos; A tecnologia de fixação no local de soldagem do revestimento interno não é perfeita, e há um certo risco; O aço inoxidável é caro e tem um grande risco econômico em aplicações offshore de petróleo e gás. O tubo de aço composto revestido tem forte resistência mecânica e desempenho de corrosão, tem vantagens óbvias, e tem certo valor de aplicação. Em termos de sua análise de benefício econômico, embora o custo de usar tubo de aço composto forrado seja maior, o custo de manutenção é menor na fase posterior, e é seguro e confiável, em comparação com os três esquemas acima, seu custo de investimento é menor, especialmente quando os benefícios econômicos são mais óbvios após o período de uso exceder 10 anos. Ao mesmo tempo, o processo de fabricação e o material do tubo de aço composto revestido são diferentes, e sua diferença de valor também é grande, como o preço atual do tubo de aço composto forrado comum de 7000 ~ 25000 dólares americanos / Toneladas, a diferença de preço é maior. Portanto,, no transporte por dutos de cada campo offshore de petróleo e gás, o ambiente de corrosão correspondente deve ser combinado para garantir o uso confiável a longo prazo, e a camada de revestimento econômica deve ser selecionada para garantir sua resistência à corrosão e atender aos requisitos econômicos, e para garantir o transporte seguro do meio.

4 Conclusão

Resumindo, Os tubos de aço composto revestidos têm valor importante no transporte marítimo de petróleo e gás. Atualmente, A tecnologia de tubo de aço composto revestido da China fez grande progresso, mas ainda existe uma certa lacuna entre alguns campos e o nível internacional. A fim de garantir o desenvolvimento da tecnologia de fabricação de tubos de aço compostos revestidos da China, o Estado e as empresas devem tomar medidas eficazes para responder, aumentar o investimento em pesquisa e desenvolvimento, e melhorar os produtos de suporte, como o desenvolvimento de vários tipos de acessórios, etc., para conseguir a nacionalização de materiais relacionados, reduzir o monopólio de produtos estrangeiros, para garantir o desenvolvimento e a aplicação da tecnologia de fabricação de tubos de aço compostos revestidos da China.