Əlavə borular təzyiq 600 barın üstündə və temperatur 1200 dərəcə Selsi həddində olduğu ekstremal şəraitdə işıqlanır, çünki adi polad burada sıradan çıxır. Xrom və molibden əlavə edilməsi bu materiallara xüsusi xassələr verir. Əsasən metallın daxilindəki kiçik qrаnul strukturlarını möhkəmləyir ki, bu da onların uzun müddət təkrarlanan təzyiqlərə məruz qalma nəticəsində deформasiyaya və ya parçalanmaya uğramasını qarşısını alır. Bu il buraxılmış ən son Yüksək Təzyiqli Sistemlər hesabatından gələn məlumatlar da təəccüblü rəqəmlər göstərir. Təxminən 50 min təzyiq tsiklindən sonra həmin qətirici neft-kimya proseslərində belə ərinti borular hələ də təxminən 98,7% orijinal möhkəmliyini saxlayır. Bu göstərici karbon poladı ilə müqayisədə çox yaxşıdır, çünki oxşar şəraitdə karbon poladı yalnız təxminən 76,4% bütövlüyünü saxlayır.
| Xüsusiyyət | Karbon poladı | Paslanmayan polad | Legirlenmiş Boru |
|---|---|---|---|
| Gərginlik gücü (MPa) | 400–600 | 520–800 | 800–2,000 |
| Temperatur Həddi | 300°C | 800°C | 1 200°C |
| Yorgunluq qarşılaşması | 1× Bazis xətt | 3× Təkmilləşdirmə | 8× Təkmilləşdirmə |
Bu performans üstünlüyü ərinti boruları təzyiq dalğalanmaları 350 bar/saat keçən geotermal buxar kəmərləri kimi tələbə görə istifadələr üçün ən yaxşı seçim edir.
ASTM A335 P91 ərinti boruları divar qalınlığını təqribən 30% azalda bilər, lakin qaz ötürmə sistemləri üçün vacib olan 2000 psi təzyiq bufferini saxlaya bilər. Bu boruları seçilən edən şey stress korroziya çatlamasına (SCC) qarşı mübarizə apararaq xüsusi fazanı stabilizasiya edən mikrostrukturudur. Bu, təxminən 4500 psi güclü təzyiqlərdə işləyən dəniz platformaları haqqında danışarkən xüsusilə qiymətli olur. 2023-cü ildə keçirilən boru kəmərlərinin etibarlılığına dair testlərə baxdıqda, bu ərinti boruları istifadə edən şirkətlər neft kəqiricilərində ənənəvi karbon poladı variantlarına nisbətən təzyiq problemləri ilə bağlı təqribən 87% az problem bildirmişdir. Rəqəmlər özü üçün danışır, amma əsas məsələ ondan ibarətdir ki, bu sənayedə daha təhlükəsiz əməliyyatlar və az dayanma vaxtlarına necə tərcümə olunur.
Xrom və molibden ərinti borulara əlavə edildikdə onlar kimyəvi maddələrə qarşı növün qoruyucu təbəqə yaradır. Bu təbəqə su təsirlərinə, turşuya məruz qalmağa və hətta şiddətli xloridlərə qarşı olduqca davamlıdır. Buna görə də bu borular kimya zavodlarında və dənizdə, harada ki, duzlu su hər tərəfdən mövcuddur, əla işləyir. Testlər göstərmişdir ki, nikel-xrom ərintiləri xloridlə zəngin mühitlərdə adi karbon poladından xeyli uzun müddət davam edir. On il sonra təxminən 85 faiz daha az aşınma müşahidə olunur. Və bu praktiki olaraq nə deməkdir? İşərət qəzaların azalması deməkdir. Təmir komandaları təqribən 40-dan 60 faizə qədər az təcili təmirin lazım olduğunu bildirir ki, bu da həm təmir gözləməsi səbəbindən itirilən vaxtı, həm də yaranan problemlərin aradan qaldırılması üçün xərclənən pulu azaldır.
Hidrogen sulfid (H2S) və karbon dioksid (CO2) ehtiva edən mühitlərlə işləyərkən əsasən ərintili polad borular karbon polad borulara nisbətən gərginlik korroziyası çatlamasına daha davamlıdır. 2023-cü ildən olan son sahə testləri offshore qazma əməliyyatları ilə bağlı maraqlı bir şey göstərdi: Duplex növü paslanmayan polad ərintiləri 15.000 psi-dən artıq təzyiqlərə davam gətirərək sulfid gərginlik çatlamasına dözümlü olur. Digər tərəfdən, standart API 5L karbon poladı eyni şəraitdə 12-18 aydan sonra sıradan çıxır. Bu ərintiləri nə qədər davamlı edir? Onların xüsusi stabilizə edilmiş avstenit-ferrit mikroquruluşu burada əsas rol oynayır. Bu unikal quruluş hətta sistem içərisində H2S səviyyəsi milyonda 50 hissədən artıq olsa belə hidrogen embrittlement (zəifləmə) problemlərinə davam gətirir. Dərin quyular üzərində işləyən mühəndislər üçün bu cür materialların performans fərqi uzunmüddətli təmir planlaşdırmasında çox əhəmiyyətli fərqi yaradır.
Əlavə olaraq, ərinti boruların karbon poladına nisbətən 30–50% daha yüksək başlanğıc xərcləri olsa da, onların xidmət müddəti agressiv mühitdə 25 ildən çoxdur və bu da istismar müddəti ərzində xərclərin 70% azalmasına səbəb olur. Neft emalı və geotermal sektordan mütəxəssislər boruların azaldılmış əvəzetmələri və sızma nəticəsində baş verən istehsal itkilərinin minimuma endirilməsi hesabına 3–5 il ərzində investisiyanı geri qaytarmağı bacarırlar.
Təzyiqin 10 min psi-dən çox olduğu yüksək təzyiqli neft və qaz əməliyyatlarında ərinti borular standart materiallarla heç vaxt bərabərlik göstərə bilməyəcək əsas təhlükəsizlik yastığı təmin edir. Bu xüsusi boruların əksəriyyətinin 70k ilə 120k psi aralığında olan möhkəmlik həddi var, bu da onların kənar təzyiq zirvələri yarananda dərhal dayanıqlı qalmasına imkan verir. Onların bəzi tətbiqlər üçün daha da yaxşılaşdırılması isə hidrogen sulfidə zəngin mühitlərdə tez-tez rast gəlinən sulfid gərginlik korroziya çatlamasına qarşı mübarizə aparan xrom və molibden elementlərinin əlavə edilməsi ilə əldə edilir. Standart karbon poladı təxminən 800 Fahrenheit dərəcə (təxminən 427 Selsi) temperaturdan yuxarıda qalmaqda olduqda qeyri-sabitləşərək deformasiyaya uğrayacaq və quyuların başlarında və sistem boyunca kompressor stansiyalarında kritik nöqtələrdə sıxlıqla bağlı müxtəlif problemlər yaradacaq. Bu sabitlik ona görə bir çox operatorlar tərəfindən ekstremal şərtlər altında uzun müddətli etibarlılıq üçün ərinti boru həlləri üstün tutulur.
Əlavə borular subseksial avadanlıqlarda, məsələn, 15.000 psi-dan artıq təzyiqləri dəvam etməli və duzlu su korroziyasına davamlı olmalı olan blowout preventer və christmas tree kimi əsas rol oynayır. Quru əsaslı əməliyyatlarda da hidravlik çatlatma nasoslarında 9.000-dən 15.000 psi-ya qədər təzyiqlərdə işləyən və standart komponentləri aşındıran yüksək dərəcədə aşındırıcı fracking mayeləri üçün bu materiallardan geniş istifadə olunur. Neft sahəsindən son məlumatlar əlavə borularla təchiz edilmiş qurğuların kömür-polad boruların istifadəsi ilə işləyən qurğulara nisbətən təxminən 40 faiz az gözlənilməz dayanma vaxtı yaşadığını göstərir. Əsas səbəb nədir? Bu əlavələr sadəcə təkrarlanan stres dövrlərinə daha yaxşı dözümlü olur, çünki qazma əməliyyatları zamanı təkrarlanan nasosların irəli-geri hərəkəti onlara təsir edir.
2021-ci ildə Luiziana sahilindan baş vermiş hadisə şirkətlərin qüvvətli qaz tətbiqləri üçün ərinti boruları istifadə etməməsinin nəticələrinə diqqət çəkdi. Nəm hidrogen sulfid qazı daşıyan karbon polad borularda işə başlamasından 18 ay sonra problemlər başlamışdı. Hidrogen induksiya edilmiş çatlamalar o qədər böyük problemə çevrildi ki, şirkət bütün boruları təcili olaraq 8,2 milyon dollara əvəzləməli oldu. Metalloqraflar tədqiqat apararkən boruların çəkisinin yalnız korroziya hesabına təxminən 0,35%-ni itirdiyini aşkar etdilər. Bu isə əslində ərinti polad variantları ilə müqayisədə üç dəfə pis nəticədir. Regiondakı digər təsisiyyatlara baxdıqda ərinti boruları istifadə edənlər daha yaxşı nəticələr əldə etdilər. Onların illik korroziya itkiləri 10 ildən çox davam edən kəsilməz işdən sonra belə 0,1%-dən aşağı qaldı.
Materials Science Today jurnalı keçən il bildirdiyinə görə, yeni ərinti borular xüsusi polad strukturları ilə və daha balanslı xrom və molibden tərkibi ilə istehsal olunur ki, bu da onlara adi karbon poladına nisbətən təxminən 30-dan 50 faizə qədər artıq möhkəmlik verir. Bu o deməkdir ki, istehsalçılar emal zamanı bu materialların necə dəyişdiyini nəzarət edə bilərlər, beləliklə təzyiq 15.000 psi-dən yuxarı qalxdıqda anidən sınma ehtimalı azalır. Bu ilin əvvəlində Advanced Engineering Materials jurnalında dərc olunan tədqiqat da maraqlı bir şey aşkar edib: titanla stabilizə edilmiş bəzi ərintilər mənfi 50 dərəcə temperaturda belə elastik qalır. Əlavə olaraq, hidrogenə məruz qalma zamanı çatlamırlar ki, bu da onları Arktika bölgələrindən keçən kimi ekstremal soyuqla üzləşən kəmərlər üçün xüsusilə yaxşı seçim edir.
Əslində ərinti borular 600 dərəcədən yuxarı temperaturlara davamlılıq göstərmək baxımından adi poladdan təxminən 40 faiz yaxşı performans göstərir. Bu, katalizator yataqlarında yaranan istinin çox yoğunlaşdığı mərhələlərdə onların neçəyə qədər genişlənəcəyini azaltmağa kömək edir. Bu yaxşılaşmış sabitliyə səbəb olan hansısa elementlərdir ki, onlar karbidlər yaradaraq təzyiq altında olan mühəndislərin dənə sərhəddi sürüşməsi adlandırdıqları hadisəyə qarşı çıxış edirlər. Xüsusilə qüvvə stansiyaları üçün bu ərinti borular uzun müddət sıradan çıxmır, bu isə standart materiallarla müqayisədə daha uzun ömürlü olur. Standart materiallar isə təxminən on iki ilə on səkkiz ay arasında sıradan çıxmağa meyllidirlər ki, bu da temperatur dövrlərinin təkrarlandığı müasir sənaye şəraitində çox yayılmış hadisədir.
Ərinti borularda divar qalınlığını optimallaşdırmaq təzyiqi saxlamaqla materialın səmərəliliyini tarazlaşdırır. " Fluid Dynamics Journal " jurnalında 2023-cü ildə aparılan tədqiqat göstərir ki, divar qalınlığının 12% artırılması 5000 psi şəraitində partlama riskini 34% azaldır. Əsas dizayn nəzərdə tutmaları aşağıdakılardır:
Nazik divarlar sabit, aşağı özlülüyü olan mayelər üçün daha yaxşıdır, halbuki aşındırıcı qarışıqlar daha qalın profillər tələb edir. Material xərclərini xətti fut başına 18–22% artırır, lakin təhlükəsizlik göstəricilərini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmır.
Ərinti qarışıqlı borular metallik bütövlüyünü saxlamaq üçün xüsusi qaynaq tələb edir. Yüksək karbon ekvivalentləri (CE ≤ 0.45) hidrogen çatlamasını qarşısını almaq üçün 300–400°F qədər qızdırılmasını tələb edir. Sahə məlumatları göstərir:
| Faktor | Xəta Nisbətinin Azalması |
|---|---|
| Nəzarət olunan pass temperaturları | 41% |
| Qaynaqdan sonra istilik müalicəsi | 29% |
Yaygın istehsalat problemlərinə aşağıdakılar daxildir:
Düzgün prosedur kvalifikasiya qeydləri (PQR-lər) yüksək təzyiqli işlər üçün ASME B31.3 standartlarına uyğunluğu təmin edərək bu risklərin qarşısını effektiv şəkildə alır.
Ərinti borular digər karbon polad borulara nisbətən yüksək möhkəmliyə, ekstrem temperaturlara davamlılığa və yüksək təzyiq şəraitini dəstəkləyə bilməyə görə üstün hesab olunur.
Xrom və molibden kimi elementlərin əlavə edilməsi ərinti boruların davamlılığını və korroziyaya müqavimətini artırır.
Ərinti borular aşınmaya və korroziyaya daha az meyillidir, bu da təmir işlərinin azalmasına və iş dayanmasının qısalmasına səbəb olur.
Əsas çətinliklər metallin struktur bütövlüyünü saxlamaq və hidrogen çatlaması kimi problemlərdən qorunmaq üçün xüsusi pərakəndə qaynaq proseslərinə ehtiyac daxildir.
EN
