Aplicació de materials d'aliatge de titani a la indústria del petroli
El titani és un metall estructural important desenvolupat a la dècada de 1950. El titani pot formar aliatges amb altres elements metàl·lics per millorar i millorar les seves propietats mecàniques i físiques per satisfer diferents necessitats. El titani i els seus aliatges tenen una alta resistència, un mòdul elàstic baix, una excel·lent resistència a la corrosió, una bona biocompatibilitat i altres característiques. S'utilitzen àmpliament en elements de fixació aeroespacial, indústria del petroli, components d'enginyeria, marcapassos mèdics i altres camps.
Els materials d'aliatge de titani utilitzats en canonades de pous de petroli a l'estranger inclouen principalment UNS R56404 (Ti-6Al-4V-0.08Ru), UNS R55400 (Ti{-5.5Al{{ 8}}.3Zr-5.7V{-1.3Mo{-0.10O{-0.06Pd), UNSR58640 (Ti-3Al{-8V -6Cr-4Zr{-4Mo), UNS R56260 (Ti-6Al{-2Sn{-4Zr{-6Mo), etc. Amb l'avenç de la tecnologia, l'aliatge de titani TC4 (Ti-6Al{-4V) amb bona resistència a la corrosió i alta resistència específica s'utilitza gradualment a les canonades de pou de petroli del meu país.
La majoria de les canonades de pou de petroli tradicionals del meu país estan fetes d'acer al carboni, com ara G105, L80, N80, P110, etc. No obstant això, l'entorn de desenvolupament de petroli i gas al meu país és relativament dur. Les canonades de pou de petroli no només s'enfronten als reptes d'alta temperatura i alta pressió quan serveixen sota terra, sinó que també han de suportar els efectes combinats d'entorns corrosius com ara H2S, CO2, salmorra/fluid d'acabat d'alta concentració, sofre elemental i àcid fort. Les canonades de pou de petroli d'acer al carboni tradicionals ja no poden satisfer el dur entorn de servei.
Els tubs i carcasses d'oli d'aliatge de titani estaran sotmesos a grans càrregues de pressió externa sota terra. Liu et al. va establir un nou model de predicció de la resistència de la carcassa d'oli d'aliatge de titani basat en el model de criteri de resistència i compressió, i va calcular i comparar la resistència a la compressió de tubs d'aliatge de titani i tubs d'acer amb diferents paràmetres clau. Els resultats de la prova mostren que la resistència a la compressió de les canonades d'aliatge de titani és menor que la de les canonades d'acer de les mateixes especificacions. Per tant, la resistència a la compressió de les canonades i carcasses d'oli d'aliatge de titani és crucial per a la seguretat de la cadena de canonades sota terra.
Els estudiosos estrangers Schutz et al. va exposar tubs de titani UNS R56404 a mercuri líquid i va realitzar proves d'alta tensió, tracció contínua i càrrega cíclica en condicions rellevants de producció de petroli i gas. Van trobar que en el mercuri líquid a 232 graus, els tubs de titani poden resistir completament la fragilitat del metall líquid i altres formes de degradació ambiental.
També van estudiar l'ús àcid de l'aliatge de titani UNS R55400 sota l'estàndard ANSI/NACE MR0175/ISO 15156. UNS R55400 pertany a l'aliatge de titani de tipus +, que és un nou tipus d'aliatge de titani d'alta resistència desenvolupat especialment per a serveis de producció de petroli i gas a alta temperatura i alta pressió. Van trobar que l'aliatge de titani UNS R55400 es pot utilitzar en ambients de salmorra àcida amb fins a 198 g/L de clorur (saturat) i es pot utilitzar en condicions àcides amb una duresa màxima de 41 HRC, una temperatura màxima de 288 graus, amb o sense sofre elemental, i suportar almenys 3,45 MPa de pressió parcial H2S i 6,9 MPa de pressió parcial de CO2.
Per tant, la resistència a la corrosió de la canonada de pou de petroli d'aliatge de titani és millor que la de la canonada de pou de petroli d'acer al carboni tradicional. En segon lloc, es pot reforçar mitjançant un tractament d'envelliment per millorar les seves pròpies propietats mecàniques i té excel·lents característiques de resistència a la fragilitat del metall líquid, la resistència al sofre i l'àcid. Tanmateix, en un entorn de servei amb una gran càrrega de pressió externa, la resistència a la compressió de la canonada de pou de petroli d'aliatge de titani és molt inferior a la de la canonada de pou de petroli d'acer al carboni. Hi ha poca investigació al meu país sobre com millorar la resistència a la compressió i la flexió dels aliatges de titani. Per tant, és de gran importància estudiar com mantenir o fins i tot millorar la resistència dels materials d'aliatge de titani en condicions d'estrès elevat.
Si us plau, deixeu-nos un missatge per obtenir més productes personalitzats de titani. Contacteu-nos per obtenir les últimes cotitzacions i ofertes especials.
