Σύγκριση διάβρωσης και μηχανικών ιδιοτήτων χάλυβα 9Cr και χάλυβα 20CrMo για ράβδο σε διάλυμα οξέος
Με την αύξηση της διάρκειας ζωής των μεγάλων κοιτασμάτων πετρελαίου στην Κίνα, την ανάπτυξη της υπεράκτιας ανάπτυξης πετρελαίου και φυσικού αερίου και την προώθηση της τεχνολογίας εκμετάλλευσης κοιτασμάτων πετρελαίου υψηλής πίεσης, το περιβάλλον εξυπηρέτησης της ράβδου αναρρόφησης αναπτύσσεται προς βαθιά πηγάδια, ισχυρή διάβρωση, βαριά λάδι και ούτω καθεξής, και το περιβάλλον επαφής γίνεται όλο και χειρότερο. Ο κύριος μηχανισμός της διάβρωσης της ράβδου περιλαμβάνει ηλεκτροχημική διάβρωση, διάβρωση CO2 και διάβρωση H2S, κ.λπ. Οι μορφές διάβρωσης διακρίνονται κυρίως σε ομοιόμορφη διάβρωση και τοπική διάβρωση, μεταξύ των οποίων η τοπική διάβρωση είναι κυρίως η διάβρωση ρωγμής, η διάβρωση διάβρωση και η διάβρωση κοιλοτήτων. Ειδικά στο περιβάλλον πετρελαιοπηγών που περιέχει H2S, η ράβδος 20CrMo χρησιμοποιείται γενικά για την κατασκευή ράβδων. Ωστόσο, λόγω της αδυναμίας κάλυψης της ζήτησης για εξαιρετικά υψηλή αντοχή και υψηλή αντοχή στη διάβρωση, συμβαίνουν ατυχήματα θραύσης, τα οποία επηρεάζουν σοβαρά την παραγωγή αργού πετρελαίου, αυξάνουν το κόστος εργασίας των πηγαδιών και αυξάνουν το κόστος ανάκτησης λαδιού.
Το Cr είναι ένα σχετικά φθηνό στοιχείο κράματος που βελτιώνει την αντίσταση του χάλυβα στη διάβρωση σε οξύ και χλώριο. Μειώνοντας την περιεκτικότητα σε C, Mn, S και P, οι ερευνητές αύξησαν σημαντικά την περιεκτικότητα σε στοιχείο Cr για να εξερευνήσουν και να αναπτύξουν έναν χάλυβα ράβδου με χαμηλή περιεκτικότητα σε C, υψηλό Cr και εξαιρετικά υψηλής αντοχής στη διάβρωση, - 9Cr χάλυβα. Λόγω της ανεπάρκειας της υπάρχουσας υψηλής αντοχής και της νέας αντοχής στη διάβρωση της ράβδου αναρρόφησης εξαιρετικά υψηλής αντοχής στο περιβάλλον H2S, οι ιδιότητες πυρόλυσης κατά της διάβρωσης του 20CrMo και του νέου χάλυβα 9Cr χαρακτηρίστηκαν και συγκρίθηκαν με δοκιμή πλήρους εμβάπτισης σε όξινο διάλυμα και αργή παραμόρφωση ρυθμός δοκιμής εφελκυσμού.
Ένας νέος τύπος χάλυβα 0.08C-9Cr (εφεξής καλούμενος χάλυβας 9Cr) που χρησιμοποιείται για την άντληση ράβδων σχεδιάστηκε με επαγωγική τήξη υπό κενό. Η ράβδος χύτευσης κρατήθηκε στις 1200 μοίρες για 1 ώρα και στη συνέχεια σφυρηλατήθηκε σε στρογγυλή ράβδο με Φ25,4mm. Η τελική θερμοκρασία σφυρηλάτησης ήταν 900 βαθμούς και ο αέρας ψύχθηκε σε θερμοκρασία δωματίου μετά τη σφυρηλάτηση. Το υλικό σύγκρισης ήταν χάλυβας 20CrMo που χρησιμοποιήθηκε σε τυπική ράβδο D GB/T{10}}, η οποία λήφθηκε απευθείας από την τελική ράβδο.
Διαδικασία θερμικής επεξεργασίας στρογγυλής ράβδου χάλυβα 9Cr: θέρμανση σε 860 βαθμό για 20 λεπτά, μετά ψύξη με αέρα σε θερμοκρασία δωματίου, σκλήρυνση στους 200 βαθμούς για 1 ώρα, ψύξη αέρα σε θερμοκρασία δωματίου. Η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας του χάλυβα 20CrMo είναι σβέση 880 μοιρών και σκλήρυνση 500 μοιρών σε υψηλή θερμοκρασία. Το συγκριτικό τεστ εξάγει τα ακόλουθα συμπεράσματα:
(1) Τα αποτελέσματα της δοκιμής βύθισης διαλύματος NACE και της τοποθέτησης δείχνουν ότι η αντίσταση στη διάβρωση του χάλυβα 9Cr είναι προφανώς καλύτερη από εκείνη του χάλυβα 20CrMo. Ο ρυθμός διάβρωσης του χάλυβα 9Cr παρέμεινε σταθερός σε όλο το στάδιο της δοκιμής εμβάπτισης. Ο ρυθμός διάβρωσης του χάλυβα 20CrMo στο αρχικό στάδιο της βύθισης είναι παρόμοιος με αυτόν του χάλυβα 9Cr και με την επέκταση του χρόνου εμποτισμού, ο ρυθμός διάβρωσης συνεχίζει να αυξάνεται, ο οποίος είναι σημαντικά υψηλότερος από αυτόν του χάλυβα 9Cr.
(2) Τα αποτελέσματα δοκιμής εφελκυσμού αργού ρυθμού παραμόρφωσης σε περιβαλλοντική λύση H2S δείχνουν ότι η αντοχή εφελκυσμού και ο χρόνος θραύσης του χάλυβα 9Cr είναι υψηλότερος από αυτόν του χάλυβα 20CrMo, αλλά η συρρίκνωση του τμήματός του είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή του χάλυβα 20CrMo. Η αντίσταση του χάλυβα 9Cr στη διάβρωση του υδρόθειου είναι κακή, ο κύριος λόγος είναι η χρήση σκλήρυνσης σε χαμηλή θερμοκρασία, υψηλότερη αντοχή.
