鈦在濱海石油生產(chǎn)中的應(yīng)用
時(shí)間:2012-3-22 21:07:22 來源:http://www.cdwxxy.com 作者:弘凌泵閥 閱讀次數(shù):3053事實(shí)表明,在濱海石油生產(chǎn)中使用鈦及其合金具有10大優(yōu)點(diǎn):比強(qiáng)度高;耐蝕性優(yōu)異;彈性模量低;疲勞性能好;易于冷成形;容易焊接;合金種類多;費(fèi)用穩(wěn)定;重量輕.已經(jīng)大量生產(chǎn)和投放市場(chǎng).雖然在過去5a里,鈦及其合金的最終產(chǎn)品和市場(chǎng)發(fā)生了重大變化,但全世界的鈦產(chǎn)量保持相對(duì)穩(wěn)定.冷戰(zhàn)結(jié)束后,軍工用鈦大量減少,從而為鈦及其合金在濱海石油生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了極好機(jī)會(huì),這個(gè)問題已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外有關(guān)工業(yè)部門的注意,其前景是非常光明的.
已經(jīng)用于和正在考慮用于濱海石油生產(chǎn)的鈦及其合金如下見表1.
表1 用于和正在考慮用于濱海石油生產(chǎn)的鈦及鈦合金種類
成分 最低屈服強(qiáng)度/MPa 用途
工業(yè)純鈦 127 板式換熱氣*
工業(yè)純鈦 276 管式換熱氣*,海水管道*
Ti-0.3Mo-0.8Ni 345 管式換熱氣*,臨時(shí)管道與電纜,橫梁*,立管,輸送管線
Ti-3Al-2.5V 483 橫梁,臨時(shí)管道與電纜,立管,輸送管線,增壓裝置管道*
Ti-3Al-2.5V-0.05Pd 483 橫梁,立管,輸送管線,管道
Ti-6Al-4V ELI
(最大氧含量為0.13%) 759 鉆井立管*,生產(chǎn)和輸出立管,錐形應(yīng)力街頭*,緊固件*
Ti-6Al-4V-0.05Pd 827 錐形應(yīng)力街頭,生產(chǎn)和輸出立管
Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo(β-С) 緊固件*,帶管的生產(chǎn)裝置*,各種工具*
由此可見,在濱海石油生產(chǎn)中所使用的鈦材中,既有強(qiáng)度比較低的工業(yè)純鈦,也有高強(qiáng)度和可時(shí)效的鈦合金.
隨著石油開采深度的增加,濱海石油開采設(shè)備將需要重量較輕、強(qiáng)度更大和耐蝕性更好的材料,以保證其靠性,延長(zhǎng)使用壽命.
在低壓水系統(tǒng)中,工業(yè)純鈦已取代6Mo奧氏體鋼,主要用在頂部,用鈦原因是安裝費(fèi)用低可以經(jīng)受高達(dá)90℃的縫隙腐蝕.
海底開采石油用的高壓采油管已經(jīng)采用了鈦材,旨在減輕重量、降低成本和避免破壞.
人們正在研究利用Ti-3Al-2.5V合金制造軟蛇管;據(jù)報(bào)道,國(guó)外已經(jīng)建立了少量的這種裝置,目前正在進(jìn)行評(píng)價(jià);此外,還考慮了其它一些用途,其中包括需要比工業(yè)純鈦強(qiáng)度更高的場(chǎng)合.
現(xiàn)在,φ38mm的Ti-6Al-4V ELI合金無縫管材,在海底管道獲得了應(yīng)用.
統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明,迄今已有數(shù)百萬磅鈦及其合金加工產(chǎn)品應(yīng)用在濱海石油開采中,隨著用途的不斷擴(kuò)大,這一數(shù)字還會(huì)繼續(xù)提高.從重量、強(qiáng)度和抗腐蝕能力的角度出發(fā),選用鈦及其合金是唯—明智的選擇.
在美國(guó)大陸石油公司的Heidrun TLP工程中,指定采用鈦鉆井立管,這種立管的直徑約為508mm,整個(gè)長(zhǎng)度為12192mm.它由3部分組成,中心部分是普通的管道,而兩端部分則是鍛造和機(jī)械加工的,其材質(zhì)是Ti-6A1-4V ELI鈦合金.
Heidrun工程平臺(tái)上探孔的內(nèi)徑為900mm,它是冷成形后焊接而成的,與其相連的配件和管道也是用工業(yè)純鈦(Qr2)制造的.
英格蘭的Bunting鈦公司加工了鈦輸送管道,用鈦輸送管道取代帶有橡皮襯里的碳鋼輸送管道,其重量減輕80%,從而降低了支承構(gòu)件的重量,也提高了耐蝕能力.
在Norskc Shell的Troll工程中,使用了直徑為1016mm的氣/水換熱器管,這種由工業(yè)純鈦(Gr.2)制成的管子需要具有100年以上的工作壽命周期.據(jù)報(bào)道,位于挪威Permascand的一家公司采用冷成形—焊接方法生產(chǎn)了這種管材.
位于美國(guó)得克薩斯州休斯頓市的Cooper-Cameron石油工具有限公司利用Ti-6Al-4V ELI合金擠壓生產(chǎn)一種立管,投入Green-Canyon工程,所用管材的直徑為295mm和346mm,長(zhǎng)度為10668—11582mm.有報(bào)道說,這套裝置已經(jīng)在1995年5月份開始運(yùn)行.
Mobil的Stariord‘A’工程中安裝了工業(yè)純鈦鎮(zhèn)流水系統(tǒng)管道構(gòu)件.由直徑為457mm的工業(yè)純鈦焊接管取代了碳鋼管.此外,還可以利用工業(yè)純鈦制造頂部閥門.
國(guó)外一些公司在濱海石油生產(chǎn)中使用鈦及鈦合金的概況如下:
用 途 材 料
應(yīng)用接頭 Ti-6Al-4V ELI
滅火用水系統(tǒng) 工業(yè)純鈦
海水排出口管接頭 工業(yè)純鈦
鉆孔立管 Ti-6Al-4V ELI
水鎮(zhèn)流系統(tǒng) 工業(yè)純鈦
管街頭 工業(yè)純鈦
貫穿管接頭,海水入口/出口 工業(yè)純鈦
GBS水鎮(zhèn)流系統(tǒng) 工業(yè)純鈦
增壓泵管線 Ti-3Al-2.5V
支撐系統(tǒng)管件 工業(yè)純鈦
水管 工業(yè)純鈦
海水提升管 工業(yè)純鈦
氯化處理系統(tǒng) 工業(yè)純鈦
泵,箱,閥,管 工業(yè)純鈦
板式換熱器 工業(yè)純鈦
管式換熱器 工業(yè)純鈦
電解電極 工業(yè)純鈦
管道及其配件 工業(yè)純鈦
檢修孔 工業(yè)純鈦
加工的導(dǎo)管 工業(yè)純鈦