海洋工程用金属材料推荐.ppt

* * 温度问题 深井带来的高温环境：由于油气的高深度带来钻采温度的升高；低温海水带来的石蜡析出问题：深海油气生产中由于受深海低温海水的影响，管内油气温度下降引起管内内壁折出石蜡，使流速下降而降低生产率。 * 对环境污染问题 油井管螺纹接头经常采用石墨、重金属、黄油构成的润滑剂和接头磨损后油气泄漏带来的海洋环境污染问题。 对海洋油气钻采设备用金属材料有高耐蚀性、高强度、对输送流体有保温性、必要的螺纹接头性及限制使用对海洋环境造成污染的物质等要求。 * 3.2.2海洋油气钻采设备用金属材料 油气钻采是无缝钢管最大的用户，消耗最多的油套管一般采用屈服强度400～800MPa的碳锰钢和低合金钢制造；对于有酸性气体(CO2，CO2+H2S)和氯离子腐蚀的油、气井，需要采用耐腐蚀的不锈钢甚至镍基合金做油套管和输送管。 * * 随着海洋油气的全面开发，含有腐蚀性气体的油气井逐步增多，为适应高深度化(高温高压)、深海化、寒冷化环境要求和水平挖掘等技术的进步，油井管也向高度化多样化发展，碳钢和低合金钢油井管已不能适应海洋油气开发的要求，对双相不锈钢油井管和高强度的不锈钢无缝管(13%Cr～15%Cr)的需求愈来愈多，但由于双相不锈钢管的价格高，使用量受到限制，在高强度马氏体不锈钢13Cr无缝管的基础上又发展了超级马氏体不锈钢无缝管。 * * 超级马氏体不锈钢无缝管由于含碳量极低，Cr、 Ni、 Mo含量高，因此耐腐蚀性能和高温性能提高，更能适应大多数较恶劣海洋环境的油气井条件。超级马氏体不锈钢13Cr无缝管可分HP1-13CR、HP2-13CR、UHP-15CR三类，它们的化学成份范围如下表所示： * * 3.2海洋油气钻采设备用金属材料 3.2.1海洋油气钻采设备工况特点和对金属材料的要求 3.2.2海洋油气钻采设备用金属材料 * 3.3海洋油气输送和贮藏设备用金属 材料 3.3.1海洋油气输送和贮藏设备工况特点和对金属材料的要求 3.3.2海洋油气输送和贮藏设备用金属材料 * 3.3.1海洋油气输送和贮藏设备工况特点和对金属材料的要求 海洋油气输送用钢管和海洋油气贮藏用压力容器是海洋油气输送和贮藏设备的二大关键部件，它们直接与海洋油气接触，通常承受较大的静、动载荷，并承受油气气流的冲刷和腐蚀，如酸性气体（CO2,CO2+H2S）和氯离子腐蚀； 寒冷地区的管线，除高强度、高韧塑性、良好的耐油气腐蚀性能外，还需有足够的低温韧性； 由于管线的最后拼装环焊一般均在野外进行，还必须考虑极地或寒冷季节低温环境对焊接质量的影响，要求有良好的焊接性。 贮存和运输海洋油气需要的液化石油气（LPG），液化天然气（LNG）储缸或油轮，需要大量低温钢制作压力容器，低温钢性能的主要指标是低温韧性，包括低温冲击韧性和韧脆转变温度，以及制止裂纹脆性扩展的能力，用以保证贮存和运输的安全性。 * 3.3.2海洋油气输送和贮藏设备用金属材料 海洋油气输送管线用钢 海洋油气储运装备用金属材料 * 海洋油气输送管线用钢 许多国家都有油气输送管线用钢的专用标准，如我国的GB9711，美国的ASTM A134、A139、A221、A252、 A381等，前苏联的ГOCT20297，日本的JIS G3444，JIS3457，德国的DIN 17172，国际标准ISO 2604/VI等，但国际上各国都执行美国石油协会的API 5L，API 5LX，API 5LU标准。 * 油气输送管线用钢包括无缝钢管和焊接钢管二大类。 目前的长距离输送管线直径一般在760～1067mm之间，最大直径可达1625～2400mm，壁厚一般在8～19mm，也有厚达25.4mm的。 按照API标准，国际上广泛采用的管线用钢为X42～X80的焊接高强度钢。 已经开发了X100～X120级管线用钢。 材质通常有非调质高强钢，双相不锈钢和超级双相不锈钢，超级马氏体不锈钢等。 * X42以上级别，材质为非调质高强度钢的管线钢属低合金焊接高强度钢。 X42、X46、X52为低碳锰钢。 X56、X60、X65为低C-Mn-V-Nb-(Ti)钢。 X70多为低C-Mn-V-Nb或低C-Mn-Mo-Nb-(Ti)钢。 X80为低C-Mn-Mo-V-Nb钢 X100为低C-Mn-Mi-Nb-Cu-(Mo)钢 但由于各国原料条件、使用条件、生产条件的不同，也有其它合金系列的管线用低合金焊接高强度钢。 对X60级以上的管线钢均用洁净钢的生产工艺生产；对X56级以上强度较高的管线钢，多采用控轧控冷工艺和TMCP工艺生产。 * 海洋油气储运装备用金属材料 海洋油气储存方法可分为常温加压、常压冷藏及中压半冷藏等方式，储存的容器通常采用高强钢和低温钢制造。 常温加压式储罐（球形容器）宜采用具有细小淬火