Para evitar daños por corrosión electroquímica y grietas por corrosión de alto voltaje, H 2 S / CO 2 se utilizaron oleoductos y gasoductos para estudiar la tecnología de procesamiento y la resistencia a la corrosión de los tubos compuestos de aleación de níquel N08825 que se utilizarán en el ducto sin procesar de una planta de procesamiento de gas natural. Los resultados muestran que las propiedades mecánicas y las propiedades SCC de los tubos compuestos de aleación de níquel USA N08825 cumplen con los requisitos de la “Especificación para tubos y accesorios de acero compuestos soldados” de SEI del Proyecto de control de problemas ocultos de tuberías de la planta de purificación de gas del campo de gas Sinopec Puguang. Los resultados muestran que al controlar la tecnología de procesamiento de accesorios de tubería de aleación de níquel de gran diámetro y aplicar un agente protector a la superficie interna de la tubería compuesta, se puede mejorar la calidad de moldeo de los accesorios de tubería compuestos y la resistencia a la corrosión y agrietamiento bajo voltaje bajo alta H. Se puede garantizar un entorno de 2 S/CO 2 .
En los últimos años, con la creciente demanda de energía, los problemas energéticos se han convertido en una limitación importante para el desarrollo económico de los países. Con el continuo crecimiento de la demanda de petróleo y gas natural, la exploración de campos de petróleo y gas ha pasado de la producción original de petróleo crudo a la producción de petróleo fino, y la proporción de exploración de campos de petróleo y gas con alto S también es aumentando gradualmente. En la actualidad, en la transmisión de gas natural con alto contenido de azufre (w(S)>17%) en tuberías compuestas utilizadas en el proceso de transporte, la pared interna del material compuesto (316L) está severamente corroída y la vida útil es corta. , y existe un gran riesgo de seguridad. La industria necesita urgentemente resolver este problema.
Para yacimientos de petróleo y gas con alto contenido de H 2 S/CO 2 , H 2 S y CO 2 coexisten con agentes corrosivos que la existencia de un H 2 S separado, que es más corrosivo; evite el H 2 S/CO 2 causado por daños por corrosión electroquímica y grietas por corrosión bajo tensión. , la respuesta habitual es utilizar costosos tubos de acero inoxidable. Para garantizar la resistencia a la corrosión de la tubería y mantener los costos bajo control, podemos elegir tuberías compuestas bimetálicas en lugar de tuberías de acero inoxidable. Un composite a base de níquel es uno de los materiales más representativos. La aleación de níquel N08825 es una aleación de Ni-Fe-Cr-Mo resistente a la corrosión y estabilizada con titanio. Esta aleación tiene buena resistencia a la corrosión y maquinabilidad, pero también es resistente a altas temperaturas. Debido a su excelente resistencia a la corrosión por sulfuros y cloruros, la aleación se usa ampliamente en la industria de procesamiento de petróleo crudo con alto contenido de azufre para equipos o materiales de tuberías en plantas de hidrogenación donde se produce una corrosión severa por sulfuros y cloruros. Este estudio analiza la tecnología de procesamiento y la resistencia a la corrosión de tuberías compuestas de aleación a base de níquel N08825 para su uso en un proyecto de gestión de riesgos de seguridad de tuberías de gas crudo de una planta de procesamiento de gas natural.
El procesamiento térmico del material de aleación de níquel N08825 siempre ha sido un proceso metalúrgico y enfrenta un problema difícil: dificultad en la fabricación del producto; El principal problema es la resistencia del material a la deformación térmica y el estrecho rango de temperaturas en el que se pueden procesar mejor los termoplásticos. Los accesorios de tubería de aleación de níquel Q245R+N08825 utilizados en este estudio para una planta de procesamiento de gas natural son tuberías de gas crudo. La tubería de acero es una placa de acero compuesta por explosión laminada y luego soldada, con un diámetro nominal de DN700 mm y un espesor de pared de 36 mm + 3,2 mm.
La resistencia a la corrosión por tensión se compone de materiales compuestos a base de níquel N08825 con alto contenido de H 2 S / CO 2. Las empresas de yacimientos de petróleo y gas utilizan un importante indicador de rendimiento antes del tratamiento térmico de las tuberías compuestas para proteger la superficie interior del tablero compuesto. Esto significa que el agente protector se aplica uniformemente a la superficie interna del tubo de acero de aleación a base de níquel N08825. Además, para garantizar una alta resistencia a la corrosión de la superficie interior de la capa compuesta, se optimiza el diseño del molde de la herramienta. La superficie de contacto de los moldes y accesorios de herramientas está recubierta con una capa de acero inoxidable para evitar la contaminación por iones de hierro durante el proceso de moldeo. Las superficies del molde se procesan mediante fresadoras CNC para garantizar la precisión dimensional y la velocidad del proceso de moldeo después de separar los moldes y los accesorios.
Para garantizar que los accesorios de tubería compuestos tengan la resistencia a la corrosión de la capa compleja y las propiedades mecánicas de la capa base después del calentamiento, se determina la temperatura de calentamiento (890 ± 15) ℃, este rango de temperatura se basa tanto en Q245R rango de temperatura de normalización y rango de temperatura estabilizada El tratamiento térmico de las aleaciones de níquel no solo garantiza las propiedades mecánicas de la capa base, sino que también garantiza las propiedades mecánicas de la resistencia a la corrosión de la capa compleja. El tiempo de mantenimiento del tratamiento térmico es de 59 minutos (espesor total de la pared del material metálico básico y la capa de conexión × 1,5). El tiempo de retención no solo puede garantizar el efecto de solución sólida de las aleaciones a base de níquel, sino también reducir los efectos negativos de las condiciones prolongadas de alta temperatura en el rendimiento general de los accesorios de tubería compuestos.
2. Accesorios compuestos de aleación de níquel N08825 con propiedades mecánicas y análisis de rendimiento de SCC
2.1 Propiedades mecánicas de accesorios compuestos fabricados con aleación a base de níquel N08825
Accesorios para tuberías de aleación a base de níquel Q245R + N08825 material metálico básico Las pruebas de resistencia a la tracción se llevan a cabo en el lado externo del arco Q245R (muestra 1#) y en las uniones soldadas (muestra 2#); Los resultados de las pruebas se enumeran en la Tabla 1. La Tabla 1 muestra los resultados de las pruebas para cumplir con los requisitos de propiedad de tracción de la planta de limpieza del campo de gas Sinopec Puguang para seguridad y problemas ocultos del proyecto SEI “Especificación para tuberías de acero compuestas soldadas y accesorios para tuberías. ”. Además, se analizaron las propiedades de tracción de las uniones soldadas. Además, las uniones soldadas se sometieron a un ensayo de flexión en el lado d = 4a; Los resultados de las pruebas se muestran en la Tabla 2 y los resultados también cumplen con los requisitos estándar.
Tabla 1 Especificaciones de DN700 mm × (36 + 3,2) mm Propiedades mecánicas de juntas de tuberías compuestas a base de níquel Q245R + N08825
| Numero de muestra R el /MPa | RM / MPa | A/% | Punto de ruptura | Lugar de recogida de muestras | |
| 1 | 314 | 436 | 26 | Dirección lateral del lado del arco exterior de la capa base. | |
| dos | 459 | Material metálico básico | Junta de soldadura horizontal de capa base | ||
| Requisitos estándar | ≥ 235 | 400-520 (Metal base) ≥ 400 (Unión soldada) | ≥ 25 | ||
Tabla 2: Resultados de la prueba de flexión de soldadura para juntas de tuberías a base de níquel Q245R+N08825
| Numero de muestra | Lugar de recogida de muestras | Resultado de la prueba |
| 3-1 | Conexión soldada | Calificado |
| 3-2 | Conexión soldada | P actualizado |
| 3-3 | Conexión soldada | Calificado |
| 3-4 | Conexión soldada | Calificado |
2.2 Comportamiento de agrietamiento por corrosión bajo tensión de accesorios de tubería compuestos hechos de aleación a base de níquel N08825
Varias empresas nacionales de desarrollo de campos de petróleo y gas están ubicadas en la estructura geológica, que contiene una gran cantidad de gas H 2 S y CO 2 ; Las soluciones acuosas de estos dos gases son altamente corrosivas y no solo son propensas a la corrosión localizada, sino que también conducen a grietas por corrosión bajo tensión por sulfuro, lo que afecta seriamente el uso seguro del equipo correspondiente.
De acuerdo con las especificaciones técnicas y la literatura sobre plantas de purificación de gas natural con uniones de tuberías compuestas a base de níquel de uniones soldadas compuestas para prueba de fisuración por corrosión bajo tensión, la simulación de las condiciones de trabajo se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3: Condiciones de trabajo simuladas
| Temperatura/°C | F.2 S /MPa | PCO2 / MPa | Valor de pH inicial |
| 120 | 2.2 | 1.1 | 3.4 |
Para el ensayo se midió en tres muestras la perpendicular a la costura de soldadura en la capa compuesta de las piezas de conexión soldadas, cuyo tamaño de muestra se muestra en la figura 1.
Figura 1 Representación esquemática del tamaño de la muestra.
Después de desengrasar las muestras con acetona y deshidratarlas con alcohol, se cargaron con un dispositivo doblador de cuatro puntos como se muestra en la Figura 2. La carga fue de 209,6 MPa. Se colocaron tres muestras en el autoclave para una prueba de agrietamiento por corrosión bajo tensión a alta temperatura durante 720 horas.
Figura 2 Representación esquemática de la carga de muestra de flexión de cuatro puntos
La Figura 3 muestra la morfología macroscópica de las tres muestras después de 720 horas de prueba de fisuración por corrosión bajo tensión a alta temperatura. No se pueden ver grietas en la superficie de la muestra perpendicular a la dirección de la tensión de tracción en la superficie de la muestra, lo que cumple con los requisitos de las especificaciones técnicas.
Figura 3 Morfología macroscópica de la superficie de una muestra de soldadura después de la prueba de corrosión bajo tensión.
