Кырк чыгыш кырк экстремал жагдайда жакшы иштейт, 600 бардан ашык басым жана температура 1200 градуска чейин көтөрүлгөндө, карапайым болот чөгөп калат. Күрөң жана молибденди кошкондо бул материалдар үчүн эрекше нерсе жасалынат. Бул металлдын ичиндеги чоң чакан тане структураларын бекемдейт, анткени кайталанган күч түшкөндө узак мөөнөттө бүлүнүп кетишин же бузулушун карсы алат. Бул жылы чыгарылган соңку Жогорку Басым Системасы боюнча докладдагы маалыматтар да таң калтырган сандарды көрсөттү. Кыйыншылыктар менен пайдаланылган 50 миң басым циклинен кийин да кырк чыгыштар баштапкы бекемдүүлүгүнүн 98,7% сактап турат. Бул карбондук болот менен салыштырганда анчейин жакшы эмес, ал болсо ушундай шарттардо бекемдүүлүктүн 76,4% гана сактайт.
| Электрик үзгүчтүүлүк | Карбондук болот | Сизинсиз болгон болот | Алоо түтүк |
|---|---|---|---|
| Тартуу күчү (МПа) | 400–600 | 520–800 | 800–2,000 |
| Температура чеги | 300°C | 800°C | 1,200°C |
| Чөйдөө төөрөөгө төтө | 1× Базалык | 3× Жакшылоо | 8× Жакшылоо |
Бул эрекше артыкчылык күчү 350 бар/саат ашып кеткен басымдын өзгөрүшүнө ээ болгон жылуулук энергетикасындагы булут сызыктары сыяктуу талап койгон колдонуулар үчүн жеңилдеткич күрөң көп тармактуу түтүктөрдү тандау үчүн негиз болуп саналат.
ASTM A335 P91 жеңилдетүүчү күрөң түтүктөр газ таратуу системалары үчүн зарыл болгон 2000 psi коопсуздук буферин сактап турган аралыкты 30% кыскарта алгандыгын көрсөткөн. Бул түтүктөрдү айырмалаган нерсе - бул кернеү коррозиясынан (SCC) каршы турган өзгөчө фазалык стабилденген микроструктурасы. Бул офшор платформаларында 4500 psi чамалуу кысымда иштөө жагдайында эле чоң мааниге ээ болот. 2023-жылы өткөрүлгөн түтүк жүгүртүү системаларынын иштеш ырааттуулугу боюнча сыноолордон кийин, каймак күрөң түтүктөрдү колдонгон компаниялар каймак чыбык түтүктөргө салыштырмалуу кысым менен байланышкан көйгөйлөрдүн 87% азайгандыгын билдирген. Сан жөнүндө сөз болгонда, башкы нерсе бул көрсөткүчтөрдүн өнөр жайында иштөөнүн коопсуздугуна жана токтоп турган убактынын азаюна каншалык таасир эткени.
Хром менен молибденди коргошун трубаларга кошкондо алар химикаттарга каршы туруп калат. Бул коргоочу суу зыян келтиргенге, кислота тийгизгенге жана туздуу хлориддерге каршы туруктуу болуп келет. Шилтеме катары, химиялык заводдордо жана деңизде, анда туздуу суу бар жерде, трубалар жакшы иштейт. Сыноо натыйжалары никель-хром коргошундарынын хлоридге бай муздакта карбон чыбыгынан көп узак иштей тургандыгын көрсөттү. Он жылдан кийин изилдөө жүргүзгөндө 85% кем тозуу байкалган. Бул практикада эмне дегенди билдирет? Иштөө жүрүп турганда күтүлбөгөн токтоп калуулар азаят. Кызмат көрсөтүү тобу төрт жүз төрт (40) тен алты жүзге (60) пайызга чейин эртең менен күтүлбөгөн кырдаалдарды түзөтүүнү азайтканын билдирет. Бул эмне үчүн? Өйткөнү ремонтто чакырылган убакыт жана келечекте көп чыгым кетпейт.
Сероводород (H2S) жана углерод оксиди (CO2) камтыган кычкылдык чөйрөдө иштөөдө легирленген болот түтүктөр көбүнчө карбондук болот түтүктөргө караганда коррозиялык трещинкаларга каршы турушкан. 2023-жылы өткөн жергиликтүү сыноолор офшордук буруу иштөөлөрүн кароодо таң калт көрсөттү: дуплекс нержи болбосун легирлер 15,000 psi басымдан ашык сульфиддик стресстүү трещинкаларга тура алышат. Ошол эсе, стандарт API 5L карбондук болот ушул сыяктуу шарттарда 12-18 ай ичинде иштей албай калат. Бул легирлерди неге устурган кылат? Алардын ырахаттуу аустенит-феррит микроструктурасы ушул жактан чоң роль ойнойт. Бул өзгөчө структура системадагы H2S деңгээли миллиондо 50 бөлүккө чейин арткан сайын эмбриттештирүү маселелерине каршы тура алышат. Терең күтүмдүн долбоорлоого иштеген инженердер үчүн, ушундай материалдык айырмачылыктар узак мөөнөттүү колдоо иштерин пландоодо чоң мааниге ээ.
Аллаштырмалардын күрөңү карбон чыгышына караганда 30–50% кымбат болсо да, алардын кызмат көрсөтүү мөөнөтү жылымыштуу чөйрөдө 25 жылдан ашык болуп, циклдык чыгымдарды 70% кемитет. Мунай кайта иштетүү жана жер жылуулук секторлорундагы операторлор алмаштырууларды кыскартуу жана көп өндүрүлгөн жерлерден келген чыгымдарды кыскартуу аркылу 3–5 жыл ичинде пайда алат.
Басым 10000 psi ашкан жогорку басымдагы мунай жана газ операцияларында стандарттык материалдар эмес, келемдеги күрөңдөр гана керектүү коопсуздук буферин камсыз кылат. Бул өзгөчө күрөңдөрдүн чейинки берилүү чегинин күчү 70k-120k psi аралыгында болот, анткени алар негизги жолдун басымы күрт көбөйгөндө туруктуу калат. Күкүрт жана молибден элементтерин кошкон сайын сульфидтерге каршы коррозияга каршы туруктуулугу артат, ал эми сутектин сульфидине бай муздактарда көп кездешет. Стандарттык көмүртек челинин температура 800 градус Фаренгейтке (427 градус Цельсийге жууша) жеткенде бүрмөлөнүп же деформацияланып кетет, натыйжада жүзүнчө колонка боорлору менен компрессор станцияларындагы сызаттар менен маселелер пайда болот. Туруктуулугу сол себептен операторлор экстремал шарттардын астында узак мөөнөттө иштөөгө арналган күрөңдөрдү тандашат.
Коллекциялык күрдөөлөр теңиз астындагы жабдууларда, мисалы, блоуоут превенторлору жана кола чыбыктарда, анда алар 15 000 psiдан ашык басымга туруштук бериши керек жана туздуу суу коррозиясынан зардап көрүүсүнө каршы тура алышы керек. Жергиликтүү операциялар да гидравликалык трескелет пайдалануучу насостор үчүн 9 000–15 000 psi аралыгында иштетилет, ал эми стандарттык бөлүктөрдү жабыркаткан фракинг суюктуктары абразивдүү. Нефть жана газ сектору боюнча жаңы маалыматтар алты күрдөөлөр менен жабдылган борбаштарда күтүлбөгөн токтоп калуу убактысы түпнуска көмүр жезден жасалган аналогдорго караганда 40% аз болот. Негизги себеби эмне? Бул күрдөөлөр жөнөкөй насостордун кайра-кайра кыймылдоо циклдоруна каршы тура албайт.
2021-жылы Луизиананын жээгиндэ болгон окуя компаниялар эркин күкүрт газы үчүн кыймылдуу күрөң калыңдыктарды колдонбосо кандай күй жасаларын көрсөттү. Нымдуу сутек күкүрт газын ташыган көмүр жыгачынын сызыктары жөнөкөй 18 ай ичинде кызмат көрсөтүүдө көйгөй көрсөттү. Сутек индукцияланган трещинкалар компанияны аргасыз түрдө бардык калыңдыктарды экстрен 8,2 миллион долларга алмаштырууга арга болду. Металлургдар талдоо жүргүзгөндө бул калыңдыктар коррозиядан 0,35% салмагын жоготконун тапты. Бул чындыгында эркин күрөң болот опциялары менен салыштырмалуу үч эсе начар натыйжа. Аймактагы башка бир нече оору жайларын караганда, алар эркин күрөң калыңдыктарды колдонушкан. Алардын жыл сайынкы коррозия жоготуулары 0,1% төмөн калды, мурдагы он жылдан ашык убакыт бою күтүлгөн көйгөйсүз иштеп турган ар кандай жагдайда да.
Өткөн жылы Materials Science Today билдиргендей, жаңы калай куралган күрөң калай куралган болот структурасы жана хром менен молибдендин тең салмактуу мазмуну аркылуу күрөң көмүртек болоттон 30-50% артык бекемдикке ээ. Бул производство иштетүү жана өзгөртүү процессинде бул материалдардын өзгөрүшүн башкара алгандыгын билдирет, ошондуктан 15,000 psi басымдан ашкан сайын кенет сындыруу мүмкүнчүлүгү азаят. Бул жылы Advanced Engineering Materials журналында жарыяланган илимий изилдөөнүн натыйжасында таң калтырган нерсе табылды: титан менен стабилизацияланган кээ бир калай куралган заттар минус 50 градус Цельсий температурада да эластик калат. Ошондой эле, бул материалдар суутекке каршы треска пайда болбойт, ошондуктан арктикалык аймактарда жүргүзүлгөн газ, мунай жана башка коммуникациялар үчүн туура келет, анткени бул жерде туруктуу суутекке каршы треска пайда болбойт.
Кыймылга каршы төзгүмдүүлүк жакынча 40 пайызга жакшыраак болот, ал эми температура 600 градус Цельсийден жогору болуп турганда көбүрөөк кеңейет. Бул кыймыл жокко чыгаруу процесстеринде пайда болгон катуу шарттарда артык кеңейишини баса түшүрөт. Бул жакшы төзгүмдүүлүктүн себеби карбиддер түзгөн элементтер, мисалы, ванадий менен ниобий кысым астында инженерлердин чек аймагын чегирип алууга каршы туруп, туруктуулукка жол берет. Энергетикалык станциялар үчүн мүндай кыймылдар көп убакыт бою турат, бул көп жолу стандарттык материалдар менен болуп турат, алар 12-18 ай ичинде температуранын өзгөрүшүнө байланыштуу иштей албай калат.
Калыңдыктагы кыскартуу кысымды сактоого жана материалдын тиимдүүлүгүнө баланс берет. Илимий изилдөөлөр Суюктуктун динамикасы журналы (2023) 12% калыңдыкты көбөйтүү 5000 psi шарттарында жарылуу коркунучун 34% кемиткенин көрсөттү. Негизги долбоорлоо факторлору:
Жука кабыргалар тез агымдуу, төмөнкү вязкостьтуу суюктар үчүн жарайт, абразивдүү шламдар калың кабырманы талап кылат. Материалдын чыгымдарын чыгымдар 18–22% арттырат, бирок коопсуздуктын маанилүү жакшыртылышын бербейт.
Колемдүү болот күрөкчөлөрдү кайнаш үчүн өзгөчө кайнаш керек, алардын металлургиялык бүткүлдүгүн сактоо үчүн. Жогорку көмүртектүү эквиваленттер (CE ≤ 0.45) сутек трещинасын болтурбоо үчүн 300–400°F чейин жылытууну талап кылат. Сапатсыздык көрсөткүчтөрүнүн маалыматтары:
| Фактор | Сапатсыздык пайызынын азаюу |
|---|---|
| Башкаруу аралык температуралары | 41% |
| Эрітіндіден кейінгі жылу түрлендіру | 29% |
Жалпы өндіру кемшіліктеріне мыналар кіреді:
Дұрыс процедура бекіту жазбалары (PQR) жоғары қысымды қызмет көрсету үшін ASME B31.3 стандарттарына сай келуін қамтамасыз етіп, осындай күйге қарсы сапалы шараларды қабылдауға көмектеседі.
Коргошо күчтүүлүгү, экстремалдуу температурага туруктуулугу жана басымды чыдай алгандыгы үчүн карбонон чыбыкка караганда коргошо түтүктөр тереншилген.
Хром жана молибден сыяктуу элементтердин кошулушу коргошо түтүктөрдүн узак мөөнөттүлүгүн жана коррозияга туруктуулугун арттырат.
Коргошо түтүктөр натыйжада сейрек ремонт керек болуп, иштөөдө токтоп калуу убактысын азайтат.
Негизги кыйынчылыктар металлдын бүтүндүгүн сактоо үчүн ыкма-тегерек процесстерин колдонуу жана сутеги трескасы сыяктуу маселелерден сактануу кирет.
EN
