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鈦合金可以改善石油管線硫化物的析出

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2016-5-27 16:06:15

管線中的MnS對管線的韌性、焊接性能、應力腐蝕斷裂等性能都有著不可忽視的影響。武漢科技大學的學者以不同S含量的X80管線為研究對象,通過加入不同的鈦含量控制MnS的生成,使其生成Ti4C2S2。運用Factsage軟件模擬計算,探討了Ti含量對MnS析出的影響,計算得到了不同S含量下Ti4C2S2析出時的臨界Ti含量。在實驗室條件下,制作了不同Ti、S含量下的試樣,采用SEM、EDS 觀察不同條件下試樣中夾雜物的形貌、尺寸和成分變化。研究表明,管線中加入鈦合金可以使MnS轉化生成Ti4C2S2,且隨鋼中S含量的提高其要求轉化生成Ti4C2S2的Ti含量也需提高。

隨著石油、天然氣工業的發展,管線鋼的需求量增加。生存條件的日益惡化,對管線鋼的質量要求愈來愈嚴格,管線鋼中的MnS對管線鋼的韌性、焊接性能都有著顯著的影響,同時條狀硫化物是裂紋源,易導致氫致裂紋。尤其當輸氣介質中含有H2S、CO2等腐蝕性氣體時氫致裂紋更易發生。為了減小MnS夾雜物對鋼性能的危害,高級別管線鋼一般要求S的質量分數小于(30~50)×10-6,甚至10×10-6,通過在精煉過程中進行鈣處理或加稀土處理,使條狀MnS夾雜物變性為危害較小的紡錘形或者球形的CaS或CaO-Al2O3-CaS復合夾雜物。

隨著“供給側改革”、“一帶一路”和“中國制造2025”等國家重大戰略的實施和推進,石油化工等工程項目也逐步提上日程,以輕質、耐高溫、耐腐蝕為發展方向的材料將成為熱點,勢必會帶動鈦及鈦合金產品的需求。記者在2016年年會上見到了中國石油集團石油管工程技術研究院研究員宋生印,并針對鈦合金材料在石油行業油井管應用方面等問題對他進行了采訪。美國能源部公布的數據顯示,近30年來,全球石油天然氣井深平均增加了一倍以上,并且繼續呈快速增長的趨勢。根據我國幾大石油公司的“十三五”規劃預測,2015~2017年期間,油井管年平均需求量約為350萬噸,隨著需求量的不斷擴大,石油天然氣井深勘探開發也不斷向深井、超深井、惡劣腐蝕環境和深海發展,這對油井管服役條件的要求也越來越高。同時,在我國“十三五”期間,川渝地區將成為中石油和中石化的主要戰區,中海油的開采也將逐漸向深海推進,而目前川渝地區油管套管腐蝕嚴重,嚴重影響生產。因此,一種耐腐蝕、使用壽命長,且能滿足特殊服役條件的高性能的鈦材已成為我國乃至全世界在石油開采領域的迫切需求。

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