酸性油气田选材4个问答

酸性油气田选材四问

配件产品经理 Natalie Hagan

随着石油和天然气生产商寻求满足世界能源需求并扩大其收入来源，人们集体采取行动，在更深、更远的海上开发非常规资源储备。在这里，由于酸性气体或其他严重的系统故障导致的泄漏可能会造成代价高昂的后果。酸性环境中的工艺流体含有已知具有腐蚀性、易燃性和毒性的硫化氢 (H2S)。这种腐蚀性可以将合金推向极限，并导致高强度碳钢和低合金钢中的硫化物应力开裂 (SSC)。 SSC 会导致材料脆化和正常延展性金属合金的突然失效。

随着石油和天然气行业开发更多含有 H2S 的储层，了解 NACE 标准以确保材料能够承受如此极端的条件至关重要。指导酸性气体应用中合金选择的一项标准名为 MR0175/ISO 15156。该标准包含描述上游酸性气体应用中使用的材料的材料要求和环境限制的表格。

了解这些要求并了解您的材料选择有助于控制多种腐蚀，包括酸性油田中最普遍的腐蚀。我们回答了有关酸性气体应用材料选择的四个常见问题，因此您可以选择更有可能安全有效地执行的流体系统组件。

问题 #1： 哪些材料适合用于酸性气体应用？

NACE MR0175/ISO 15156 标准描述了适用于石油和天然气生产中酸性环境的材料，包括 316 不锈钢、6 钼合金、2507、825、625、C-276 和合金 400。这些材料具有特定的应用和环境限制，列在本标准中。

没有不锈钢完全不受氯离子诱发应力腐蚀开裂 (SCC) 的影响。在选择 316 不锈钢管件时，指定比 ASTM 最低要求 10% 镍和 16% 铬更高的镍和铬含量非常重要。已发现由镍和铬含量最低的现成 316/316L 不锈钢生产的管件更容易受到氯化物引起的应力开裂的影响。较高的镍含量提供了更好的整体耐腐蚀性、改进的奥氏体对马氏体形成的稳定性和更高的抗氢脆性。当材料含有大量马氏体时，氢脆会导致材料变脆并容易开裂。更高的铬含量提供更高的抗点蚀能力。

问题 #2： 适当的材料选择可以减轻哪些潜在风险或损害？

在酸性气体应用中使用正确的材料可以降低 SSC 和 SCC 的风险。一旦材料腐蚀，材料降解可能导致潜在的灾难性故障，从而影响环境、人员和安全，并可能导致无法预料的生产成本。这种风险要求了解基于产品使用环境条件的 NACE 合规标准和规范的要求。

问题 #3： 选择最佳耐腐蚀材料时要考虑哪些关键因素？

重要的是要考虑操作条件（包括启动和关闭）带来的腐蚀威胁、候选材料对这些威胁的抵抗力以及维护和维修的途径。此外，了解应用压力、温度、氯化物浓度、pH 值和 H2S 分压有助于材料选择。通过适当的材料科学培训，您可以了解如何根据压力和温度额定值、腐蚀威胁和合规性选择最佳材料。

问题 #4： 符合 NACE 标准的材料如何提高操作安全性和性能？

材料降解会导致部件过早失效，从而对人员和财产造成风险，并可能导致产品污染，从而导致生产损失和高昂的维护成本。根据应用中的环境和工艺条件选择合适的材料有助于提高资产的使用寿命、提高性能安全性并延长系统完整性。此外，合规材料还可以减少未来对可能使用不合规材料建造的资产进行返工的需要。

随着石油和天然气行业继续开采酸性气藏，材料可靠性是关键。需要特别注意对腐蚀敏感的设备，如阀门、配件和仪表。遵守 NACE MR0175/ISO 15156 的建议并清楚地了解合金限制对于在苛刻的酸性气体环境中安全、持久的设备至关重要。

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