Naftne in plinske vrtine postavljajo cevi pred zahteve, ki jih le malo drugih industrij izpolnjuje: notranji tlak, natezna obremenitev zaradi teže vrvice in na številnih poljih mokro okolje vodikovega sulfida, ki napada jeklo visoke trdnosti. Brezšivna jeklena cev API Spec 5CT L80 je bila razvita točno za to kombinacijo in ostaja ena najpogosteje naročenih vrst zaščitnih in cevnih cevi po vsem svetu.
Kaj določata API Spec 5CT in razred L80
API Spec 5CT, ki ga je objavil Ameriški inštitut za nafto, je specifikacija za ohišja in cevi, ki se uporabljajo v vrtinah za nafto in zemeljski plin. Določa tehnične dobavne pogoje: mere, debelino stene, zaključno obdelavo, kemijo jekla, toplotno obdelavo, mehanske lastnosti in pregled.
Razred L80 je eden od razredov z nadzorovanim izkoristkom znotraj te specifikacije. Črka L označuje razred z najmanjšo mejo tečenja 80.000 psi, oznaka pa vsebuje stroge omejitve kemične sestave, toplotne obdelave in trdote. Brezšivno se nanaša na proizvodno pot: trdna jeklena gredica se segreje in preluknja, da se oblikuje votla lupina, tako da končna cev ne vsebuje vzdolžnega zvara in nudi višjo tlačno celovitost kot varjene alternative.
Mejne vrednosti kemijske sestave
Kemija je strogo nadzorovana, ker poganja trdnost in odpornost na sulfidne napetostne razpoke. Tabela navaja največje vrednosti glede na maso za standardno analizo L80.
| Element | Največ, odstotek | funkcija |
|---|---|---|
| Ogljik (C) | 0.43 | Nadzoruje trdoto in moč |
| Mangan (Mn) | 1.90 | Poveča trdnost in kaljivost |
| fosfor (P) | 0.030 | Nečistoče, nizke zaradi žilavosti |
| Žveplo (S) | 0.030 | Nečistoča, nizka, da se prepreči razpokanje |
| Silicij (Si) | 0.45 | Dezoksidant in ojačevalec moči |
| Nikelj (Ni) | 0.25 | Trdnost v posebnih vrstah |
| Krom (Cr) | 1.50 | Odpornost proti koroziji in trdnost |
| molibden (Mo) | 0.35 | Trdnost in odpornost na sulfidne napetostne razpoke |
| Baker (Cu) | 0.35 | Preostali element, nadzorovan |
| Niobij (Nb) | 0.05 | Zrnatost v nekaterih različicah |
| vanadij (V) | 0.080 | Zrnatost v nekaterih različicah |
| Titan (Ti) | 0.05 | Zrnatost v nekaterih različicah |
| Bor (B) | 0.0015 | Poveča kaljivost |
API 5CT priznava več vrst pod oznako L80. L80 tipa 1 je standardno krom-molibdenovo jeklo, za katerega veljajo zgornje omejitve. L80 tipa 9Cr in L80 tipa 13Cr vsebujeta približno 9 odstotkov in 13 odstotkov kroma za izrazito boljšo odpornost proti koroziji z ogljikovim dioksidom in imata svoje lastne kemijske zahteve.
Mehanske lastnosti in trdota
| Lastnina | Zahteva | Metrični ekvivalent |
|---|---|---|
| Meja tečenja, minimalna | 80,000 psi | 551 MPa |
| Meja tečenja, največja | 95,000 psi | 655 MPa |
| Natezna trdnost, minimalna | 95,000 psi | 655 MPa |
| Raztezek | Določeno glede na velikost cevi | Določeno glede na velikost cevi |
| Trdota, največja | 23 HRC | 241 HBW |
Zgornja meja trdote 23 HRC je parameter, zaradi katerega je L80 slab servisni razred. Trdota nad to ravnjo poveča tveganje za sulfidne napetostne razpoke v mokrem vodikovem sulfidu, zato se strop preverja na vsaki dolžini in ne na vzorcu. Projekti, ki določajo L80 za kisle vrtine, običajno zahtevajo tudi skladnost z NACE MR0175 / ISO 15156, ki določa sprejemljive meje trdote in napetosti za delovno okolje.
Toplotna obdelava in razlogi za kaljenje in kaljenje
Cev L80 je vedno kaljena. Po vročem valjanju se cev avstenitizira, pogasi v vodi ali polimeru, da nastane martenzit ali bainit, nato se popušča pri nadzorovani temperaturi, da se doseže okno izkoristka od 80 do 95 ksi. Rezultat je fina, enakomerna mikrostruktura, ki združuje visoko trdnost z dovolj žilavosti, da prenese rokovanje, tek in nihanje pritiska.
Alternativa preprostega normaliziranja ne more zagotoviti enake kombinacije in razredi z višjo trdnostjo, kot je P110, dosežejo svojo trdnost na račun trdote in s tem zmogljivosti za kislo uporabo. L80 sedi na sredini: dovolj močan za globoke strune, dovolj mehak, da se upre pokanju, ko je prisoten vodikov sulfid.
Uporaba brezšivnih cevi API 5CT L80
Proizvodne cevi: najbolj notranji niz, ki prenaša nafto in plin na površje, kjer sta bistvenega pomena tlačna celovitost in odpornost proti koroziji.
Zaščita: vmesna in proizvodna zaščita, ki pokriva vrtino, preprečuje zrušitev in izolira geološke formacije.
Pripomočki za vrtino: pup spoji, kretnice in sklopi orodij, ki se morajo ujemati z močjo strune, s katero delujejo.
Strojna oprema za zaključevanje vodnjakov: posode za polirane izvrtine in podobne komponente, strojno izdelane iz iste kakovosti.
Brezšivna pot dodaja štiri praktične prednosti: brez zvarnega šiva, ki bi deloval kot mesto za začetek korozije, enakomerne lastnosti po obodu, dimenzijsko doslednost, ki pomaga pri povezovanju, in porazdelitev trdote, ki ostane znotraj meje kisle uporabe.
pogosta vprašanja
V: Kaj pomeni L v L80?
Označuje razred s kontroliranim izkoristkom z najmanjšo mejo tečenja 80.000 psi. Specifikacija določa tudi najvišjo mejo tečenja, kar je tisto, zaradi česar je razred znotraj kislega servisnega okna.
V: Zakaj je trdota omejena na 23 HRC?
Sulfidne napetostne razpoke pri uporabi mokrega vodikovega sulfida poganja trdota. Ohranjanje vsake dolžine na ali pod 23 HRC odstrani trde cone, kjer se začnejo razpoke.
V: Je L80 enak N80?
Št. N80 je kakovost z višjo trdnostjo, ki ni nadzorovana trdote za kislo uporabo. L80 je namenoma omejen, tako da se lahko uporablja tam, kjer je prisoten vodikov sulfid.
V: Ali je mogoče cev L80 variti na terenu?
Varjenje je možno s kvalificiranimi postopki in toplotno obdelavo po varjenju, toda projekti kislih storitev običajno dajejo prednost navojnim in sklopljenim povezavam, ker območje zvara povzroča pomisleke glede trdote.
V: Kako se L80 razlikuje od tipa 13Cr?
Standard L80 tipa 1 je jeklo iz kroma in molibdena, primerno za kisli plin. L80 tipa 13Cr dodaja približno 13 odstotkov kroma za odpornost proti koroziji z ogljikovim dioksidom in sledi različnim kemijskim pravilom.
V: Kateri inšpekcijski dokumenti veljajo?
Pričakujte potrdilo o preskusu mlina, ki prikazuje rezultate toplotne analize, natezne trdnosti in tečenja, raziskavo trdote po dolžini, zapis hidrostatičnega preskusa in pregled dimenzij za vsako toploto.
