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钛合金可以改善石油管线硫化物的析出

来源:钛棒,钛板,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2016-5-27 16:06:15

管线中的MnS对管线的韧性、焊接性能、应力腐蚀断裂等性能都有着不可忽视的影响。武汉科技大学的学者以不同S含量的X80管线为研究对象,通过加入不同的钛含量控制MnS的生成,使其生成Ti4C2S2。运用Factsage软件模拟计算,探讨了Ti含量对MnS析出的影响,计算得到了不同S含量下Ti4C2S2析出时的临界Ti含量。在实验室条件下,制作了不同Ti、S含量下的试样,采用SEM、EDS 观察不同条件下试样中夹杂物的形貌、尺寸和成分变化。研究表明,管线中加入钛合金可以使MnS转化生成Ti4C2S2,且随钢中S含量的提高其要求转化生成Ti4C2S2的Ti含量也需提高。

随着石油、天然气工业的发展,管线钢的需求量增加。生存条件的日益恶化,对管线钢的质量要求愈来愈严格,管线钢中的MnS对管线钢的韧性、焊接性能都有着显著的影响,同时条状硫化物是裂纹源,易导致氢致裂纹。尤其当输气介质中含有H2S、CO2等腐蚀性气体时氢致裂纹更易发生。为了减小MnS夹杂物对钢性能的危害,高级别管线钢一般要求S的质量分数小于(30~50)×10-6,甚至10×10-6,通过在精炼过程中进行钙处理或加稀土处理,使条状MnS夹杂物变性为危害较小的纺锤形或者球形的CaS或CaO-Al2O3-CaS复合夹杂物。

随着“供给侧改革”、“一带一路”和“中国制造2025”等国家重大战略的实施和推进,石油化工等工程项目也逐步提上日程,以轻质、耐高温、耐腐蚀为发展方向的材料将成为热点,势必会带动钛及钛合金产品的需求。记者在2016年年会上见到了中国石油集团石油管工程技术研究院研究员宋生印,并针对钛合金材料在石油行业油井管应用方面等问题对他进行了采访。美国能源部公布的数据显示,近30年来,全球石油天然气井深平均增加了一倍以上,并且继续呈快速增长的趋势。根据我国几大石油公司的“十三五”规划预测,2015~2017年期间,油井管年平均需求量约为350万吨,随着需求量的不断扩大,石油天然气井深勘探开发也不断向深井、超深井、恶劣腐蚀环境和深海发展,这对油井管服役条件的要求也越来越高。同时,在我国“十三五”期间,川渝地区将成为中石油和中石化的主要战区,中海油的开采也将逐渐向深海推进,而目前川渝地区油管套管腐蚀严重,严重影响生产。因此,一种耐腐蚀、使用寿命长,且能满足特殊服役条件的高性能的钛材已成为我国乃至全世界在石油开采领域的迫切需求。

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