Naftos ir dujų gręžiniai kelia vamzdžiams reikalavimus, kuriuos atitinka tik kelios kitos pramonės šakos: vidinis slėgis, tempimo apkrova, atsirandanti dėl stygos svorio, ir daugelyje sričių drėgna sieros vandenilio aplinka, kuri atakuoja didelio stiprumo plieną. API Spec 5CT L80 besiūlis plieninis vamzdis buvo sukurtas būtent tokiam deriniui ir išlieka viena iš plačiausiai užsakomų korpusų ir vamzdelių rūšių visame pasaulyje.
Kokia API specifikacija 5CT ir L80 klasė
API Spec 5CT, paskelbta Amerikos naftos instituto, yra naftos ir gamtinių dujų gręžiniuose naudojamų korpusų ir vamzdelių specifikacija. Jame nustatomos techninės pristatymo sąlygos: matmenys, sienelės storis, galo apdaila, plieno chemija, terminis apdorojimas, mechaninės savybės ir patikra.
L80 klasė yra viena iš kontroliuojamo našumo klasių pagal tą specifikaciją. Raidė L žymi klasę, kurios minimali takumo riba yra 80 000 psi, o žymėjimas turi griežtus cheminės sudėties, terminio apdorojimo ir kietumo apribojimus. Besiūliai reiškia gamybos būdą: vientisas plieninis ruošinys yra kaitinamas ir praduriamas, kad susidarytų tuščiaviduris apvalkalas, todėl gatavame vamzdyje nėra išilginės suvirinimo siūlės ir užtikrinamas didesnis slėgio vientisumas nei suvirintose alternatyvose.
Cheminės sudėties ribos
Chemija yra griežtai kontroliuojama, nes ji skatina stiprumą ir atsparumą sulfido įtempiams įtrūkimams. Lentelėje pateikiamos didžiausios vertės pagal svorį standartinei L80 analizei.
| Elementas | Maksimalus, proc | Funkcija |
|---|---|---|
| Anglis (C) | 0.43 | Kontroliuoja kietumą ir stiprumą |
| Manganas (Mn) | 1.90 | Padidina stiprumą ir kietumą |
| Fosforas (P) | 0.030 | Nešvarumai, laikomi mažai kietumui |
| Siera (S) | 0.030 | Nešvarumai, laikomi mažai, kad nesuskiltų |
| Silicis (Si) | 0.45 | Deoksidatorius ir stiprumo stiprintuvas |
| Nikelis (Ni) | 0.25 | Konkrečių tipų tvirtumas |
| Chromas (Cr) | 1.50 | Atsparumas korozijai ir stiprumas |
| Molibdenas (Mo) | 0.35 | Atsparumas stiprumui ir sulfido įtempiams įtrūkimams |
| Varis (Cu) | 0.35 | Likutinis elementas, valdomas |
| Niobis (Nb) | 0.05 | Kai kuriose versijose grūdų tobulinimas |
| Vanadis (V) | 0.080 | Kai kuriose versijose grūdų tobulinimas |
| Titanas (Ti) | 0.05 | Kai kuriose versijose grūdų tobulinimas |
| Boras (B) | 0.0015 | Padidina kietumą |
API 5CT atpažįsta keletą tipų pagal L80 etiketę. L80 1 tipas yra standartinis chromo-molibdeno plienas, kuriam taikomos pirmiau nurodytos ribos. L80 Type 9Cr ir L80 Type 13Cr turi maždaug 9 ir 13 procentų chromo, kad būtų žymiai geriau atsparūs anglies dioksido korozijai, be to, jie turi savo cheminius reikalavimus.
Mechaninės savybės ir kietumas
| Turtas | Reikalavimas | Metrinis ekvivalentas |
|---|---|---|
| Derlumo stiprumas, minimalus | 80,000 psi | 551 MPa |
| Derlumo stiprumas, maksimalus | 95,000 psi | 655 MPa |
| Tempimo stipris, minimalus | 95,000 psi | 655 MPa |
| Pailgėjimas | Nurodyta pagal vamzdžio dydį | Nurodyta pagal vamzdžio dydį |
| Kietumas, maksimalus | 23 HRC | 241 HBW |
23 HRC kietumo lubos yra parametras, dėl kurio L80 yra rūgštus aptarnavimo lygis. Kietumas, viršijantis šį lygį, padidina sulfido įtempių įtrūkimų drėgname vandenilio sulfide riziką, todėl lubos tikrinamos kiekvienam ilgiui, o ne mėginiui. Projektams, kuriuose rūgščių šuliniams nurodomas L80, paprastai taip pat reikalaujama atitikties NACE MR0175 / ISO 15156 standartui, kuris nustato priimtinas aptarnavimo aplinkos kietumo ir įtempių ribas.
Terminis apdorojimas ir gesinimo bei grūdinimo priežastis
L80 vamzdis visada gesinamas ir grūdinamas. Po karšto valcavimo vamzdis austenitizuojamas, atšaldomas vandenyje arba polimere, kad susidarytų martensitas arba bainitas, tada grūdinamas kontroliuojamoje temperatūroje, kad būtų pasiektas 80–95 ksi išeigos langas. Rezultatas yra puiki, vienoda mikrostruktūra, kurioje didelis tvirtumas derinamas su pakankamai tvirtu, kad būtų galima toleruoti valdymą, bėgimą ir slėgio ciklą.
Alternatyva paprasčiausiai normalizuoti negali užtikrinti to paties derinio, o didesnio stiprumo markės, tokios kaip P110, pasiekia savo stiprumą dėl kietumo, taigi ir dėl to, kad prarandama galimybė. L80 yra viduryje: pakankamai tvirtas gilioms stygoms, pakankamai minkštas, kad nesutrūktų, kai yra vandenilio sulfido.
API 5CT L80 besiūlių vamzdžių pritaikymas
Gamybos vamzdžiai: vidinė styga, kuri teka alyvą ir dujas į paviršių, kur būtinas slėgio vientisumas ir atsparumas korozijai.
Korpusas: tarpinis ir gamybinis korpusas, kuris iškloja gręžinį, neleidžia sugriūti ir izoliuoja geologinius darinius.
Dulkių priedai: sujungimai, kryžminiai ir įrankių rinkiniai, kurie turi atitikti virvelės stiprumą, su kuria jie vedami.
Gręžinių užbaigimo įranga: poliruotos skylės talpyklos ir panašūs komponentai, pagaminti iš tos pačios klasės.
Besiūlis maršrutas papildo keturis praktinius privalumus: nėra suvirinimo siūlės, kuri veiktų kaip slėgio arba korozijos pradžios vieta, vienodos savybės aplink perimetrą, matmenų nuoseklumas, padedantis sukabinti makiažą, ir kietumo pasiskirstymas, kuris neviršija rūgštaus naudojimo ribos.
DUK
K: Ką reiškia L L80?
Jis žymi kontroliuojamo derlingumo klasę, kurios minimali takumo riba yra 80 000 psi. Specifikacija taip pat nustato didžiausią takumo ribą, kuri išlaiko klasę rūgštaus aptarnavimo lange.
K: Kodėl kietumas ribojamas iki 23 HRC?
Sulfido įtempių įtrūkimus šlapio vandenilio sulfido eksploatavimo metu lemia kietumas. Išlaikant kiekvieną ilgį 23 HRC arba žemiau, pašalinamos kietos zonos, kuriose prasideda įtrūkimai.
K: Ar L80 yra tas pats, kas N80?
Nr. N80 yra didesnio stiprumo klasė, kurios kietumas nekontroliuojamas rūgščiam naudojimui. L80 yra sąmoningai apribotas, kad jį būtų galima naudoti ten, kur yra vandenilio sulfido.
Klausimas: Ar L80 vamzdį galima suvirinti lauke?
Suvirinti galima taikant kvalifikuotas procedūras ir terminį apdorojimą po suvirinimo, tačiau rūgščių paslaugų projektuose dažniausiai pirmenybė teikiama srieginėms ir sujungtoms jungtims, nes suvirinimo zona kelia susirūpinimą dėl kietumo.
K: Kuo L80 skiriasi nuo 13Cr tipo?
Standartinis L80 Type 1 yra chromo-molibdeno plienas, tinkamas rūgščioms dujoms. L80 Type 13Cr prideda apie 13 procentų chromo, kad būtų atsparus anglies dioksido korozijai ir laikomasi skirtingų chemijos taisyklių.
K: Kokie tikrinimo dokumentai taikomi?
Tikėkitės malūno bandymo sertifikato, kuriame parodyta šilumos analizė, tempimo ir išeigos rezultatai, kietumo tyrimas išilgai ilgio, hidrostatinių bandymų įrašas ir matmenų patikra kiekvienam karščiui.
