Inconel 625 hợp kim niken ống liền mạch Offshore Subsea Sour Service NACE MR0175 Chứng nhận

Ống liền Inconel 625 Hợp kim Niken cho Dịch vụ Nước ngầm Ngoài khơi có Chứa Axit

Ống liền Inconel 625 (UNS N06625, EN 2.4856) hợp kim niken là vật liệu tiêu chuẩn công nghiệp cho các ứng dụng quan trọngdịch vụ nước ngầm ngoài khơi có chứa axit nơi thép không gỉ thông thường và thậm chí cả các loại duplex không thể chịu được các thách thức kết hợp của áp suất riêng phần hydro sulfua (H2S) cao, nồng độ clorua cực cao và nhiệt độ tăng cao gặp phải trong sản xuất dầu khí nước sâu. Thành phần niken-crom-molypden-niobi độc đáo mang lại khả năng chống ăn mòn rỗ và ăn mòn kẽ hở do clorua, nứt ứng suất sulfua và oxy hóa nhiệt độ cao đặc biệt, làm cho nó trở thành thông số kỹ thuật vật liệu được ưa chuộng cho các bộ nối giếng ngầm, đường ống tiêm hóa chất, ống tiêm methanol, đường điều khiển thủy lực và các kết nối thiết bị đo quy trình trên các hệ thống sản xuất ngầm hoạt động ở độ sâu nước vượt quá 3000 mét.

Được chứng nhận đầy đủ theo NACE MR0175/ISO 15156-3 cho dịch vụ có chứa axit mà không có hạn chế về môi trường lên đến áp suất riêng phần H2S tối đa đã thử nghiệm (Cấp VII), ống liền Inconel 625 loại bỏ rủi ro nứt ứng suất sulfua giới hạn thép không gỉ duplex và siêu duplex trong môi trường sản xuất có chứa axit khắc nghiệt. Mỗi ống trải qua quá trình ủ dung dịch ở 1090-1200 độ C sau đó làm nguội nhanh để đạt được các đặc tính cơ học và khả năng chống ăn mòn theo quy định, được xác minh bằng phân tích hóa học đầy đủ, thử nghiệm kéo, đo độ cứng (tối đa 35 HRC theo NACE), thử nghiệm ăn mòn giữa các hạt theo ASTM G28 Phương pháp A và nhận dạng vật liệu dương tính (PMI) 100% bằng quang phổ huỳnh quang tia X. Tất cả tài liệu bao gồm Giấy chứng nhận Thử nghiệm Nhà máy (EN10204 3.1), chứng nhận tuân thủ NACE và báo cáo thử nghiệm ăn mòn được cung cấp bằng tiếng Anh để xác minh thiết kế của khách hàng và xem xét theo quy định.

Thông số kỹ thuật

Ưu điểm chính cho Dịch vụ Nước ngầm Ngoài khơi có Chứa Axit

• Miễn nhiễm với Nứt ăn mòn ứng suất do Clorua: Không giống như thép không gỉ Austenitic dễ bị nứt ăn mòn ứng suất do clorua trên 60 độ C, Inconel 625 về cơ bản miễn nhiễm với nứt ăn mòn ứng suất do clorua ở mọi nhiệt độ dịch vụ thực tế, mang lại độ tin cậy tuyệt đối cho thiết bị ngầm nơi nước biển xâm nhập hoặc tiếp xúc với nước sản xuất là không thể tránh khỏi.
• Dịch vụ có Chứa Axit NACE MR0175 Cấp VII: Được chứng nhận cho các điều kiện dịch vụ có chứa axit khắc nghiệt nhất mà không có giới hạn môi trường về áp suất riêng phần H2S, nồng độ clorua hoặc pH trong phạm vi đã thử nghiệm, loại bỏ sự không chắc chắn về nứt ứng suất sulfua hạn chế ứng dụng thép không gỉ duplex và siêu duplex trong môi trường sản xuất nước sâu khắc nghiệt.
• Khả năng chống ăn mòn kẽ hở trong nước biển: Giá trị PREN vượt quá 50 (so với 34 đối với duplex 2205 và 24 đối với 316L) đảm bảo không bị ăn mòn kẽ hở trong nước biển đứng yên ở mọi nhiệt độ lên đến ít nhất 40 độ C, rất quan trọng đối với thiết bị ngầm không thể kiểm tra hoặc bảo trì sau khi lắp đặt.
• Khả năng hoạt động ở nhiệt độ rộng: Từ nhiệt độ LNG đông lạnh âm 196 độ C đến dịch vụ nhiệt độ cao liên tục ở 980 độ C để chống oxy hóa, Inconel 625 duy trì các đặc tính cơ học và khả năng chống ăn mòn trên phạm vi nhiệt độ mà bất kỳ loại thép không gỉ nào cũng không sánh được, hỗ trợ các ứng dụng từ xử lý khí đông lạnh đến sản xuất dòng chảy giếng nhiệt độ cao.
• Khả năng chống ăn mòn do Hydro: Cấu trúc tinh thể Austenitic lập phương tâm mặt (FCC) của hợp kim niken cung cấp khả năng khuếch tán hydro thấp hơn và độ hòa tan cao hơn so với thép Ferritic và Martensitic, làm giảm đáng kể khả năng bị ăn mòn do hydro trong các bộ phận ngầm được bảo vệ bằng catot và môi trường sản xuất có chứa axit với dòng hydro nguyên tử.
• Khả năng chống mỏi và ăn mòn do xói mòn: Tốc độ làm cứng do biến dạng cao và sự làm cứng dung dịch rắn từ molypden và niobi mang lại khả năng chống ăn mòn do xói mòn do dòng chảy vượt trội trong các chất lỏng sản xuất đa pha tốc độ cao chứa cát và các hạt rắn trong đường ống ngầm và bên trong thân van tiết lưu.

Ứng dụng

• Các bộ phận giếng ngầm và cây Giáng sinh: Đường ống tiêm hóa chất, ống tiêm methanol, đường ống tiếp cận vòng đệm và ống điều khiển thủy lực trên giếng ngầm và cụm cây Giáng sinh hoạt động ở độ sâu nước lên đến 3000 mét, tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng sản xuất chứa H2S, CO2, clorua và lưu huỳnh nguyên tố.
• Hệ thống phân phối và đường ống ngầm: Ống đo lường cỡ nhỏ, đường ống xung áp suất, kim tiêm hóa chất và ống nối hệ thống lấy mẫu trên hệ thống phân phối sản xuất ngầm và đầu cuối đường ống (PLET) yêu cầu tuân thủ NACE và miễn nhiễm ăn mòn nước biển.
• Các bó ống cáp điều khiển: Các bó ống siêu duplex trong cáp điều khiển bằng thép ngày càng được thay thế bằng Inconel 625 cho các mỏ nước sâu có hóa chất sản xuất khắc nghiệt, mang lại tuổi thọ mỏi được cải thiện trong quá trình hoạt động động của cáp điều khiển giữa tháp FPSO và đáy biển.
• Thiết bị hoàn thiện giếng khoan: Trục tiêm hóa chất, vỏ van nâng khí, ống điều khiển van an toàn dưới lòng đất và lớp bọc cáp đo áp suất cao dưới lòng đất trong các giếng áp suất cao nhiệt độ cao (HPHT) với áp suất riêng phần H2S và CO2 vượt quá 10 bar mỗi loại.
• Đường ống quy trình trên mặt: Tiêm hóa chất xử lý nước sản xuất, đường ống đầu vào bộ tách thử giếng xử lý sản xuất đa pha thô, đường ống thoát nước của bộ tách khí thải và hệ thống thoát nước kín xử lý chất lỏng khắc nghiệt trên các nền tảng sản xuất ngoài khơi và FPSO.

Câu hỏi thường gặp

Q: Tại sao Inconel 625 được chỉ định cho dịch vụ nước ngầm ngoài khơi có chứa axit thay vì thép không gỉ siêu duplex?
A: Mặc dù thép không gỉ siêu duplex như UNS S32750 (2507) mang lại sự kết hợp tuyệt vời giữa độ bền và khả năng chống ăn mòn cho nhiều ứng dụng ngoài khơi, chúng có giới hạn môi trường được xác định theo NACE MR0175/ISO 15156 hạn chế việc sử dụng chúng trong các điều kiện có chứa axit khắc nghiệt. Các loại siêu duplex bị giới hạn ở áp suất riêng phần H2S khoảng 0,1-0,2 bar ở nhiệt độ môi trường với dung dịch muối NaCl lên đến 10% ở pH 4,5 trở lên. Inconel 625 không gặp phải các hạn chế môi trường như vậy theo NACE MR0175 Cấp VII, làm cho nó trở thành thông số kỹ thuật vật liệu mặc định khi mức H2S, nồng độ clorua hoặc sự hiện diện của lưu huỳnh nguyên tố vượt quá giới hạn của duplex. Ngoài ra, Inconel 625 mang lại khả năng chống ăn mòn kẽ hở vượt trội trong nước biển (PREN trên 50 so với 41 đối với siêu duplex), điều này rất quan trọng đối với thiết bị ngầm không thể kiểm tra hoặc bảo trì sau khi lắp đặt.

Q: Thời gian giao hàng tiêu chuẩn cho ống liền Inconel 625 là bao lâu và những tài liệu nào được cung cấp?
A: Thời gian giao hàng sản xuất tiêu chuẩn cho ống liền Inconel 625 là 20-35 ngày làm việc kể từ khi xác nhận đơn hàng, tùy thuộc vào kích thước, số lượng và lịch trình sản xuất hiện tại của nhà máy. Khả năng có sẵn trong kho của nhà máy cho các kích thước phổ biến (từ 1/2 inch đến 4 inch NPS trong SCH 40S và SCH 80S) có thể giảm thời gian giao hàng xuống còn 10-15 ngày làm việc. Tài liệu được cung cấp cùng với mỗi lô hàng bao gồm: Giấy chứng nhận Thử nghiệm Vật liệu theo EN10204 3.1 hiển thị thành phần hóa học, độ bền kéo và giới hạn chảy, độ giãn dài, độ cứng và các thông số xử lý nhiệt; chứng nhận tuân thủ NACE MR0175/ISO 15156; báo cáo Nhận dạng Vật liệu Dương tính (PMI) cho 100% ống; báo cáo thử nghiệm ăn mòn giữa các hạt theo ASTM G28 Phương pháp A; báo cáo thử nghiệm siêu âm và dòng điện xoáy; chứng nhận thử nghiệm thủy lực; và báo cáo kiểm tra kích thước. Chứng nhận EN10204 3.2 với sự chứng kiến của thanh tra bên thứ ba từ DNV, ABS, Bureau Veritas hoặc Lloyd's Register có sẵn theo yêu cầu.

Q: Inconel 625 hoạt động như thế nào trong nước biển có áp dụng bảo vệ catot?
A: Inconel 625 hoàn toàn tương thích với các hệ thống bảo vệ catot (CP) thường được sử dụng trên các cấu trúc ngoài khơi và thiết bị ngầm. Không giống như thép hợp kim thấp cường độ cao dễ bị ăn mòn do hydro dưới CP, hoặc hợp kim titan có thể bị hình thành hydrua ở các điện thế rất âm, Inconel 625 duy trì các đặc tính cơ học và khả năng chống ăn mòn dưới điều kiện CP. Khả năng chống ăn mòn do hydro vốn có kết hợp với khả năng chống ăn mòn nước biển đặc biệt có nghĩa là các bộ phận Inconel 625 có thể được kết nối an toàn với cùng một hệ thống CP bảo vệ cấu trúc thép carbon mà không cần cách điện. Điều này đơn giản hóa thiết kế ngầm bằng cách loại bỏ nhu cầu về các khớp nối cách điện điện môi và các yêu cầu bảo trì, kiểm tra liên quan của chúng.

Q: Có cần xử lý nhiệt sau hàn cho ống Inconel 625 trong dịch vụ có chứa axit không?
A: Đối với hầu hết các ứng dụng dịch vụ ngầm có chứa axit sử dụng Mác 1 ủ dung dịch theo ASTM B444, xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) thường không cần thiết khi sử dụng kim loại phụ Inconel 625 có thành phần phù hợp (ERNiCrMo-3) với các quy trình hàn đã được chứng nhận. Thiết kế hợp kim ngăn ngừa sự nhạy cảm trong quá trình hàn thông qua hóa học được ổn định bằng niobi, tạo ra các cacbua niobi ổn định thay vì cacbua crom, duy trì hàm lượng crom trong dung dịch rắn để chống ăn mòn. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng NACE MR0175 quan trọng nhất, một số người dùng cuối yêu cầu ủ dung dịch ở 1090-1200 độ C sau khi hàn để loại bỏ sự phân tách vi mô mối hàn và đảm bảo khả năng chống ăn mòn đồng nhất trên toàn bộ cụm mối hàn. Chúng tôi khuyên bạn nên tham khảo thông số kỹ thuật hàn cụ thể của dự án và kỹ sư ăn mòn để có yêu cầu PWHT cuối cùng dựa trên điều kiện dịch vụ thực tế và yêu cầu của mã thiết kế.