API 6A Gate Valve Selection و استراتژی بهبود مقاومت در برابر خوردگی

1. مقدمه
دریچه های دروازه API 6A یکی از مؤلفه های مهم تجهیزات کنترل چاه نفت و گاز است که به طور گسترده در درختان کریسمس ، چاه های گاز ، منیفولدهای چاه و سیستم های شکستگی مورد استفاده قرار می گیرد.
در شرایط واقعی میدان نفت و گاز ، دریچه ها باید در برابر چالش های زیر مقاومت کنند:
فشار بالا: تا 20،000 psi (138 مگاپاسکال)
درجه حرارت بالا: تا 350 درجه فارنهایت (177 درجه سانتیگراد)
رسانه های بسیار خورنده: حاوی H₂S (سولفید هیدروژن) ، CO₂ (دی اکسید کربن) و کلریدها (CL⁻)
محیط های دریایی: رطوبت بالا ، خوردگی اسپری نمک و نوسانات دما زیاد
سایش مکانیکی: فرسایش توسط ذرات جامد و اصطکاک بر روی سطح آب بندی از عملیات مکرر باز و بسته شدن
بنابراین ، انتخاب مواد و بهبود مقاومت در برابر خوردگی به طور مستقیم ایمنی ، عمر خدمات و هزینه های نگهداری شیرهای دروازه API 6A را تعیین می کند.

2. الزامات مواد در API 6a
API 6A دارای مقررات سختگیرانه ای در مورد مواد دریچه دروازه ، به ویژه در مورد مناسب بودن مواد برای PSL مختلف (سطح مشخصات محصول) ، PR (نیاز به عملکرد) و کلاس های دما است. دسته ها و ویژگی های مواد مشترک
فولاد
درجه مشترک: AISI 4130 (خاموش و معتدل)
مزایا: کم هزینه ، استحکام بالا
برنامه های کاربردی: میدان های گازی کم مصرف ، چاه های آب شیرین
فولاد آلیاژ کم
درجه مشترک: AISI 8630 Mod
مزایا: استحکام بالا ، سختی زیاد و مقاومت در برابر سایش بهتر از فولاد کربن
برنامه های کاربردی: چاه های فشار قوی (10،000 psi)
فولاد ضد زنگ مارتنزیتی
نمرات مشترک: 410SS ، 420S
مزایا: مقاومت در برابر سایش ، مناسب برای سطوح آب بندی صندلی دریچه
برنامه های کاربردی: محیط های حاوی Co₂ ، کم
فولاد ضد زنگ آستنیتی
نمرات مشترک: 316SS ، 304S
مزایا: مقاومت در برابر خوردگی خوب ، چقرمگی عالی در دمای پایین
برنامه ها: میدان های گازی با دمای پایین ، چاه های گاز ترش
فولاد ضد زنگ دوبلکس = فولاد)
نمرات مشترک: 2205 ، 2507
مزایا: مقاومت بالا ، مقاومت خوب در برابر خوردگی چاله کلرید
برنامه ها: میدان های نفت و گاز دریایی ، محیط های کلرید بالا
آلیاژ مستقر در نیکل
نمرات مشترک: INCONEL 625 ، Incoloy 825
مزایا: مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس کلر ، CO₂ و کلرید
برنامه های کاربردی: High H₂s ، Co₂ High ، Wellheads Deep-Sea

3. استراتژی انتخاب مواد
(1) انتخاب بر اساس ترکیب متوسط
شرایط کار High Hss: باید استانداردهای NACE MR0175/ISO 15156 را رعایت کنید ، و آلیاژهای مبتنی بر نیکل (222 HRC) یا فولادهای ضد زنگ دوبلکس را انتخاب کنید تا از ترک خوردگی استرس سولفید (SSC) جلوگیری شود.
شرایط کار CO₂: فولاد ضد زنگ آستنیتی ، فولاد دوبلکس یا آلیاژهای مبتنی بر نیکل موثرتر هستند و می توانند از ریختن کربناتهای فلزی ناشی از خوردگی CO₂ جلوگیری کنند. محیط یون کلرید بالا: فولاد ضد زنگ دوبلکس ، فولاد ضد زنگ فوق العاده آستنیتی (مانند 254smo) یا آلیاژهای مبتنی بر نیکل باید برای جلوگیری از خوردگی و خوردگی شکاف انتخاب شوند.
(2) با توجه به سطح فشار انتخاب کنید
2000-10000 PSI: ENP فولادی آلیاژ کم (آبکاری الکترولیک نیکل) یا روکش آلیاژی سخت
> 10000 psi: برای اطمینان از استحکام و چقرمگی خستگی ، از فولاد آلیاژی کم یا آلیاژ مبتنی بر نیکل لازم است
(3) با توجه به سطح دما انتخاب کنید
دمای پایین (-60 درجه فارنهایت / -51 درجه سانتیگراد): چقرمگی دمای پایین خوب ، فولاد ضد زنگ آستنیتی یا فولاد کربن با درجه حرارت پایین (LTC)
درجه حرارت بالا (350 درجه فارنهایت / 177 درجه سانتیگراد): آلیاژ با ثبات حرارتی خوب ، مانند INCONEL 718

4. روش هایی برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی
(1) درمان و پوشش سطح
ENP (آبکاری نیکل الکترول): آبکاری نیکل شیمیایی ، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش
HVOF (سرعت بالا اکسی سوخت) اسپری کاربید تنگستن: مقاومت فوق العاده سخت و فرسایش
نیترایدر: سختی سطح و مقاومت در برابر خوردگی را بهبود بخشید
(2) مهر و موم کردن سطح سخت شدن
جوشکاری روکش ستاره ای: کاربید سیمانی مبتنی بر کبالت ، مقاوم در برابر سایش و مقاوم در برابر خوردگی
جوش PTA (قوس منتقل شده پلاسما) جوشکاری: استحکام پیوند بالا ، چگالی یکنواخت
(3) محافظت از کاتدی
چاه های دریایی می توانند از آنودهای قربانی (روی ، آلومینیوم) یا سیستم های فعلی تحت تأثیر استفاده کنند تا بتوانند خوردگی الکتروشیمیایی را مهار کنند
(4) بهینه سازی ساختاری
گوشه ها و شکاف های مرده سیال را کاهش دهید ، خوردگی شکاف را کاهش دهید
پایان کانال جریان را بهبود بخشید ، رسوب ذرات را کاهش دهید

5. تجزیه و تحلیل مورد
در یک پروژه میدان گازی (> 15 ٪) در یک HIP HIGH HIGH (> 10 ٪) HIGH CO₂ (> 15 ٪):
ماده بدنه دریچه INCONEL 625 (جعل انتگرال) است
ساقه دریچه ای با استفاده از مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی ، Nickel روکش شده با نیکل AISI 8630 MOD است.
صندلی دریچه با کاربید تنگستن برای بهبود مقاومت در برابر فرسایش پوشانده شده است
نتایج نشان می دهد که این شیر به مدت 5 سال در خدمت بوده و بدون خرابی جدی خوردگی ، که 3-5 برابر بیشتر از فولاد سنتی کم آلیاژ است ، و هزینه نگهداری آن بیش از 40 ٪ کاهش می یابد.

6. نتیجه گیری و توصیه ها
انتخاب مواد باید مبتنی بر تجزیه و تحلیل شرایط عملیاتی باشد: ترکیب رسانه ، فشار و دما و خصوصیات فرسایش سیال همه ضروری است.
برای اطمینان از ایمنی با استانداردهای بین المللی ، به ویژه API 6A و NACE MR0175 مطابقت داشته باشید.
اقدامات جامع مقاومت در برابر خوردگی: مواد ، تصفیه سطح ، محافظت از کاتدی و بهینه سازی ساختاری باید به روشی هماهنگ انجام شود.
مدیریت چرخه عمر: بازرسی و نگهداری منظم اقتصادی تر و قابل اعتماد تر از تکیه فقط به مواد سطح بالا است. $ $