لماذا تعتبر فئات المواد API 6A مهمة لمعدات النفط والغاز
تحدد فئات المواد API 6A (من AA إلى HH) درجة الحرارة-المغلفة للبيئة ومجموعة المواد المطلوبة لمعدات رأس البئر وشجرة عيد الميلاد. تعد الفئة HH هي أعلى تصنيف، وتتطلب سبائك مقاومة للتآكل-معتمدة على النيكل (CRA) مثلإنكونيل 625وHastelloy C276 لتحمل ظروف الغاز الحامض الأكثر عدوانية، بما في ذلك تركيزات H₂S العالية، ودرجات الحرارة المرتفعة حتى 180 درجة، والمحتوى العالي من الكلوريد. اللواحق "L" (درجة حرارة منخفضة، إلى -46 درجة) و"N" (تطبيع) تحدد بشكل أكبر غلاف التشغيل. تحديد فئة المادة الصحيحة ليس أمرًا اختياريًا - بل هو أحد المتطلبات الهندسية والتنظيمية الهامة للسلامة-.
في الغاز الحامض وتطبيقات حقول النفط- ذات الضغط العالي، يمكن أن يؤدي اختيار مادة واحدة خاطئة إلى فشل كارثي في المعدات: التكسير الإجهادي للكبريتيد (SSC)، أو التكسير الناتج عن التآكل الإجهادي (SCC)، أو التنقر، أو التكسير الناتج عن الهيدروجين- يمكن أن يؤدي إلى انفجارات الآبار، والانسكابات البيئية، وفقدان الأرواح. يوفر API 6A (ISO 10423) الإطار النهائي لتحديد معدات رأس البئر، ويعتبر نظام فئة المواد الخاص به هو الأداة الأساسية لمطابقة قدرة المواد مع بيئة الخدمة.
[المصدر] مواصفات API 6A، الإصدار الحادي والعشرون (2018)، "مواصفات معدات رأس البئر وشجرة عيد الميلاد،" الملحق F - متطلبات المواد.
ما هي فئات المواد API 6A وماذا تغطي؟
يحدد API 6A سبع فئات من المواد - AA وBB وCC وDD وEE وFF وHH - مرتبة من الأقل إلى الأعلى في مقاومة التآكل ودرجة الحرارة. تعتمد الفئات من AA إلى FF على الفولاذ الكربوني والسبائك المنخفضة-مع ضوابط أكثر صرامة على الكيمياء والصلابة والمعالجة الحرارية. الفئة HH مخصصة حصريًا للسبائك المقاومة للتآكل- القائمة على النيكل (CRA) وتمثل ظروف الخدمة الأكثر قسوة. تشير اللاحقة "L" (كما في "DD-L"، "EE-L"، "FF-L"، "HH-L") إلى خدمة درجة حرارة منخفضة - تصل إلى −46 درجة (−51 درجة F).
|
فئة المواد |
مجموعة المواد |
درجة الحرارة القصوى |
التطبيق النموذجي / البيئة |
|
أأ |
الكربون الصلب (الحد الأدنى للتحكم S، P) |
-29 درجة إلى +121 درجة |
آبار تقليدية غير -حامضة ومنخفضة الضغط-. |
|
ب |
الكربون الصلب (كيمياء أكثر إحكاما) |
-29 درجة إلى +121 درجة |
آبار ضغط غير-حامضة ومعتدلة-. |
|
نسخة |
الكربون / سبائك الصلب المنخفض |
-29 درجة إلى +121 درجة |
خدمة غير-حامضة، وذات ضغط أعلى-. |
|
د |
متطلبات الكربون / سبائك الصلب المنخفضة + SSC. |
-46 درجة إلى +121 درجة |
غاز حامض معتدل، منخفض H₂S (<3%), CO₂ |
|
د-ل |
الكربون / سبائك الصلب المنخفض (L-لاحقة) |
−46 درجة إلى +121 درجة |
غاز حامض خفيف، خدمة بدرجة حرارة منخفضة-. |
|
إي |
الكربون / سبائك الصلب المنخفض (الطبقة العليا) |
-29 درجة إلى +180 درجة |
غاز حامض معتدل، ارتفاع في درجة الحرارة |
|
إي-ل |
الكربون / سبائك الصلب المنخفض (L-لاحقة) |
−46 درجة إلى +180 درجة |
الغاز الحامض المعتدل، البيئات الباردة |
|
FF |
الكربون / سبائك الصلب المنخفض + NACE MR0175 |
-29 درجة إلى +180 درجة |
غاز حامض شديد، H₂S يصل إلى 10%، NACE-مؤهل |
|
ف.ف.-L |
الكربون / سبائك الصلب المنخفض (L-لاحقة) |
−46 درجة إلى +180 درجة |
الغاز الحامض الشديد والبيئات الباردة |
|
سمو |
النيكل-CRA القائم (Inconel 625, C-276) |
-29 درجة إلى +180 درجة |
أشد الغازات الحامضية، ارتفاع H₂S، ارتفاع Cl⁻، ارتفاع درجة الحرارة |
|
سمو-ل |
النيكل-CRA القائم (L-لاحقة) |
−46 درجة إلى +180 درجة |
أشد الغازات الحامضة، المبردة إلى نطاق 180 درجة |
|
ن |
تطبيع / N & T الكربون الصلب |
-29 درجة إلى +121 درجة |
الآبار التقليدية غير-الحامضة (التسمية القديمة) |
[المصدر] API 6A، الإصدار الحادي والعشرون، الملحق F، الجدول F .1 - فئات المواد وشروط الخدمة. تقديرات درجة الحرارة حسب الملحق واو؛ تعتمد الحدود الفعلية على PSL المحددة ومجموعة المواد.
كيف تعمل مصفوفة درجة الحرارة-البيئة
يتم اختيار فئة المادة من خلال مطابقة شروط الخدمة مع متطلبات الفئة. المتغيران الرئيسيان هما:
- درجة حرارة:درجة الحرارة: الظروف المحيطة ودرجة حرارة السوائل عند رأس البئر
- بيئة:تركيز H₂S (الضغط الجزئي)، وتركيز CO₂، ومحتوى الكلوريد (Cl⁻)
مع ارتفاع درجة الحرارة أو زيادة تركيز H₂S/CO₂، ترتفع فئة المادة المطلوبة من AA نحو HH. بمجرد أن تتجاوز درجة الحرارة 121 درجة (250 درجة فهرنهايت)، فإن EE وEE-L وFF وFF-L وHH وHH-L فقط تكون مؤهلة. بالنسبة لبيئات الغاز الحامض الأكثر عدوانية - وخاصة تلك التي تحتوي على نسبة عالية من الكلوريد ودرجات حرارة أعلى من 150 درجة - تصبح سبائك النيكل من الفئة HH هي الاختيار الصحيح الوحيد من الناحية الفنية.
[المصدر] API 6A, 21st Edition, Annex F, Clause F.2 - حدود حالة الخدمة لفئات المواد.
ما الذي يجعل بيئات الغاز الحامض شديدة العدوانية؟
يذوب كبريتيد الهيدروجين (H₂S) في الماء الناتج لتكوين حمض ضعيف، والذي يتفكك إلى أيونات H⁺ وHS⁻. تنتشر ذرات H⁺ في الشبكة الفولاذية، وتتحد كغاز H₂ عند العيوب الداخلية، وتولد ضغطًا داخليًا هائلاً يسبب تكسيرًا مستحثًا بالهيدروجين (HIC) وتكسير إجهاد الكبريتيد (SSC). يذوب ثاني أكسيد الكربون ليشكل حمض الكربونيك (H₂CO₃)، الذي يهاجم الفولاذ بقوة، مما يتسبب في ترقق موحد، وتنقر، وتآكل كلفاني في طبقات اللحام. تقاوم سبائك النيكل هذه الآليات لأن محتواها العالي من النيكل (أكبر من أو يساوي 58%) محصن ضد SSC ومحتواها العالي من Cr/Mo/W يخمد السطح ضد الهجوم الحمضي.
|
آلية الفشل |
السائق الأساسي |
المواد المتأثرة |
ميزة سبائك النيكل |
|
تكسير إجهاد الكبريتيد (SSC) |
H₂S + إجهاد الشد + البنية المجهرية الحساسة |
Carbon/Low Alloy steel >لجنة حقوق الإنسان 22 |
Ni أكبر من أو يساوي 58%=محصن ضد SSC |
|
الهيدروجين-التكسير المستحث (HIC) |
H₂S + الضغط + الادراج/البنية المجهرية |
الصلب الكربوني مع شوائب MnS |
التركيب الأوستنيتي=لا يوجد HIC |
|
تكسير التآكل الإجهادي (SCC) |
كلوريد + إجهاد الشد + درجة الحرارة |
316L SS at >60 درجة في مياه البحر |
Ni أكبر من أو يساوي 58%=مناعة ضد الكلوريد SCC |
|
تأليب التآكل |
Cl⁻ + المؤكسد + درجة الحرارة |
جميع الفولاذ المقاوم للصدأ تحت CPT |
PREN >48=لا يوجد حفر في معظم ظروف حقول النفط |
|
هجوم حمض موحد |
H₂SO₄ / حمض الهيدروكلوريك / H₂CO₃ |
الكربون الصلب، 316L |
Cr-Mo التخميل=معدل موحد لا يذكر |
|
التآكل الجلفاني |
معادن متباينة + إلكتروليت |
الصلب الكربوني على اتصال مع SS |
تم اختيار CRA للمكونات المبللة بالكامل |
[المصدر] NACE MR0175 / ISO 15156-1:2020، البند 4 - آليات الفشل في البيئات التي تحتوي على H₂S. هاينز إنترناشيونال، "التآكل في إنتاج النفط والغاز".
ما هي عتبة H₂S التي تتطلب فئة HH؟
لا توجد عتبة H₂S واحدة تؤدي عالميًا إلى تشغيل الفئة HH. يتم تحديد فئة المادة من خلال التأثير المشترك للضغط الجزئي لـ H₂S، والضغط الجزئي لـ CO₂، وتركيز الكلوريد، ودرجة الحرارة، و-درجة الحموضة في الموقع - كما هو محدد في NACE MR0175 / ISO 15156-3. بشكل عام، يتم تحديد سبائك النيكل من الفئة HH عندما: (1) يتجاوز الضغط الجزئي لـ H₂S حدود المواد من فئة FF، (2) تتجاوز درجة الحرارة 150 درجة في الخدمة الحامضة، (3) يتجاوز تركيز الكلوريد 50000 جزء في المليون في الخدمة الحامضة، أو (4) تحتوي البيئة على كبريت عنصري (مما يسرع SSC حتى عند مستويات H₂S منخفضة).
لا يوفر API 6A جدول بحث مباشر من H₂S% إلى فئة المواد. وبدلاً من ذلك، يستخدم المهندسون منهجية ISO 15156-3 الملحق أ، والتي ترسم مزيجًا من الضغط الجزئي لـ H₂S، والضغط الجزئي لـ CO₂، وتركيز الكلوريد، ودرجة الحموضة في الموقع على مخطط الخطورة البيئية. كمرجع للتصميم، يوفر الجدول التالي شروط الخدمة التقريبية المرتبطة عادةً بالفئة HH:
|
المعلمة |
حالة الزناد النموذجية من الفئة HH |
ملحوظات |
|
تركيز H₂S |
>5% (حجم/حجم) في الطور الغازي |
أو الضغط الجزئي H₂S > 0.05 بار |
|
تركيز ثاني أكسيد الكربون |
>3% (حجم/حجم) في الطور الغازي |
أو الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون > 0.5 بار |
|
كلوريد (Cl⁻) |
>50.000 جزء في المليون في الماء المنتج |
يسرع SCC وتأليب |
|
درجة حرارة |
>150 درجة في شجرة عيد الميلاد رأس البئر |
يتجاوز حدود فئة FF-. |
|
عنصر الكبريت (S₀) |
موجود في سائل التكوين |
يخفض بشدة عتبة SSC |
|
الرقم الهيدروجيني (في-الموقع) |
< 4.0 in aqueous phase |
يزيد من معدل التآكل الحمضي العام |
|
مستوى التوتر |
قوة الخضوع القريبة-(بقايا اللحام + المطبق) |
حاسمة لبدء التعاون بين بلدان الجنوب |
|
الشدة مجتمعة |
أي اثنين أو أكثر مما سبق على مستويات عالية |
مخطط الخطورة ISO 15156-3 |
[المصدر] NACE MR0175 / ISO 15156-3:2020، الملحق أ - حدود الخطورة البيئية. API 6A، الإصدار الحادي والعشرون، الملحق F.
ما الذي يتطلبه API 6A بالضبط لمواد فئة HH؟
متطلبات مجموعة المواد والسبائك
تتطلب API 6A Class HH السبائك المقاومة للتآكل-المعتمدة على النيكل (CRA) باعتبارها مجموعة المواد الأساسية. أكثر السبائك المقبولة والمخزنة على نطاق واسع هي Inconel 625 (UNS N06625 / W.Nr. 2.4856) وهاستيلوي C276(UNS N10276 / W.Nr . 2.4819). يجب أن تتوافق كلا السبيكتين مع مواصفات منتج ASTM ذات الصلة (ASTM B564 للمطروقات، B443 للألواح/الصفائح، B622 للأنابيب غير الملحومة، B574 للقضبان) ويجب أن تكون مؤهلة للخدمة الحامضة وفقًا لمعيار NACE MR0175 / ISO 15156-3. يُحظر صراحة استخدام الكربون والفولاذ{11}}السبائكي المنخفض في المكونات من فئة HH في الخدمة الحامضة.
|
متطلبات |
إنكونيل 625 (N06625) |
هاستيلوي سي-276 (N10276) |
المعيار / الطريقة |
|
دقيقة. محتوى النيكل |
58–63% |
57% (الرصيد) |
أستم B443 / B564 |
|
دقيقة. الكروم |
20.0% |
14.5% |
أستم B443 / B564 |
|
دقيقة. الموليبدينوم |
8.0% |
15.0% |
أستم B443 / B564 |
|
الأعلى. الكربون (أقل من أو يساوي) |
0.10% (مجموعة 1)، 0.15% (مجموعة 2) |
0.01% |
أستم B443 / B564 |
|
الأعلى. السيليكون (أقل من أو يساوي) |
0.50% |
0.08% |
أستم B443 / B564 |
|
برين (محسوب) |
≈42 (Cr + 3.3×Mo + 16×N) |
≈48–52 (بما في ذلك العرض) |
أستم G48 |
|
الأعلى. صلابة |
HRC 40 (المطروقات) |
HRC 40 (المطروقات) |
أستم E18 |
|
مؤهلات الخدمة الحامضة |
مؤهل ISO 15156-3 |
مؤهل ISO 15156-3 |
ناسي MR0175 / إسو 15156-3 |
|
تأثير شاربي (الحد الأدنى) |
54 J عند RT (عرضي) |
54 J عند RT (عرضي) |
أستم E23 |
|
الصلب الحل |
1093-1171 درجة، WQ أو AC |
1121–1171 درجة، WQ |
أستم B443 / B564 |
|
التحقق من مؤشر مديري المشتريات (PMI). |
إلزامية (XRF) |
إلزامية (XRF) |
متطلبات API 6A PSL3 |
[المصدر] ASTM B443-22 (لوحة/ورقة Inconel 625)، B564-22 (المطروقات من سبائك النيكل)، B574-22 (قضيب سبائك النيكل)، B622-22 (أنبوب غير ملحوم)؛ NACE MR0175 / ISO 15156-3:2020.
تقييمات درجة الحرارة: HH مقابل HH-L
Class HH: تصنيف درجة الحرارة القياسي من -29 درجة إلى +180 درجة (الحد الأقصى للتصنيف في API 6A).
الفئة HH-L: تصنيف درجة الحرارة المنخفضة الممتدة- من -46 درجة إلى +180 درجة، مطلوب لتطبيقات القطب الشمالي وتحت سطح البحر حيث تنخفض درجات الحرارة المحيطة إلى أقل من -29 درجة. تفرض اللاحقة "L" متطلبات اختبار تأثير إضافية (شق Charpy V- عند −46 درجة، والحد الأدنى 54 J عرضيًا) وقد تتطلب معالجة حرارية خاصة لتحقيق المتانة المطلوبة في درجات الحرارة المبردة مع الحفاظ على مقاومة التآكل عند الطرف العلوي من النطاق.
|
فصل |
درجة حرارة. دقيقة |
درجة حرارة. الأعلى |
-اختبار تأثير درجة الحرارة المنخفضة |
حالة الاستخدام النموذجية |
|
سمو |
-29 درجة (-20 درجة فهرنهايت) |
+180 درجة (356 درجة فهرنهايت) |
54 J عند RT (عرضي) |
الغاز البري الحامض، والآبار ذات درجات الحرارة المرتفعة-. |
|
سمو-ل |
-46 درجة (-51 درجة فهرنهايت) |
+180 درجة (356 درجة فهرنهايت) |
54 J عند درجة −46 (عرضية) |
أشجار عيد الميلاد في القطب الشمالي البرية والبحرية |
[المصدر] API 6A، الإصدار الحادي والعشرون، الملحق F، البند F.4 - تقييمات خدمة درجات الحرارة المنخفضة-.
ما هي سبائك النيكل المؤهلة للحصول على API 6A Class HH؟
Inconel 625 vs Hastelloy C-276: أيهما يجب أن تختار؟
كل من Inconel 625 (UNS N06625) وHastelloy C-276 (UNS N10276) مؤهلان لـ API 6A Class HH ومتوافقان مع NACE MR0175 / ISO 15156-3. يعد Inconel 625 هو الخيار الافتراضي لمعظم تطبيقات رأس البئر API 6A وشجرة عيد الميلاد نظرًا لقدرته الفائقة على التصنيع وسجله الثابت وقوته الممتازة في درجات الحرارة العالية (حتى 980 درجة).
يُفضل استخدام Hastelloy C276 عندما تحتوي البيئة على حمض الهيدروكلوريك المركز (HCl)، أو الكلوريد العالي عند درجة حرارة مرتفعة، أو الكبريت العنصري - حيث يكون محتوى الموليبدينوم في Inconel 625 (8–10%) غير كافٍ وC-276 الأعلى Mo+W (يصل إلى 19.5%) يوفر مقاومة إضافية. تخزن JN Alloy كلا السبائك ويمكنها توفير المطروقات والأنابيب والتجهيزات المتوافقة مع API 6A بالكامل.
|
ملكية |
إنكونيل 625 (N06625) |
هاستيلوي سي-276 (N10276) |
الفائز لسمو |
|
ني / كروم / مو |
58-63% / 20-23% / 8-10% |
57% / 14.5-16.5% / 15-17% |
625: أعلى الكروم؛ 276: أعلى Mo+W |
|
برين |
≈42 (Cr + 3.3×Mo + 16×N) |
≈48–52 (بما في ذلك العرض) |
C-276: PREN أعلى |
|
الأعلى. درجة حرارة الخدمة |
980 درجة مستمرة |
900 درجة مستمرة |
625: ارتفاع طفيف في درجة الحرارة |
|
مقاومة حمض الهيدروكلوريك |
جيد (<15% at RT) |
ممتاز (جميع التركيزات) |
C-276 |
|
مقاومة H₂SO₄ |
جيد (<50% at 80°C) |
ممتاز (<80% at 80°C) |
C-276 |
|
كلوريد SCC الحصانة |
نعم، في جميع الأوقات |
نعم، في جميع الأوقات |
رَابِطَة |
|
قابلية اللحام |
ممتاز (ERNiCrMo-3) |
جيد جداً (ERNiCrMo-4) |
625 (أسهل في اللحام) |
|
استخدام رأس البئر API 6A |
الأكثر شيوعاً؛ الاختيار الافتراضي |
تستخدم في البيئات الأكثر عدوانية |
625 (افتراضي) |
|
يكلف |
معتدل (خط الأساس لـ HH) |
عالية (قسط للبيئات القاسية) |
625 (ميزة التكلفة) |
|
توافر المخزون |
مخزنة على نطاق واسع (لوحة، الأنابيب، شريط) |
متوفرة ولكنها أقل شيوعاً |
625 (ميزة الأسهم) |
[المصدر] ورقة بيانات Haynes International Inconel 625؛ ورقة بيانات Haynes International Hastelloy C-276؛ البيانات الفنية لشركة المعادن الخاصة. تم حساب PREN وفقًا لمنهجية NACE TM0177 / ASTM G48.
لماذا يعد محتوى النيكل الذي يزيد عن 58% أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للغاز الحامض
محتوى النيكل أكبر من أو يساوي 58% (Inconel 625) وأكبر من أو يساوي 57% (Hastelloy C-276) ليس حادثًا - بل هو الأساس الهيكلي لمناعة SSC الخاصة بهم. في سبائك النيكل الأوستنيتي، يتمتع الهيكل البلوري FCC (مكعب مركزي الوجه) بانتشار هيدروجين أقل بكثير من الفولاذ الكربوني BCC، مما يعني أن عددًا أقل من ذرات الهيدروجين يمكنها اختراق الشبكة. بالإضافة إلى ذلك، يقوم النيكل بإعادة تجميع الهيدروجين الناشئ على السطح قبل أن ينتشر إلى الداخل. لا يمكن للفولاذ الكربوني (Ni < 0.5%) وحتى الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي القياسي (Ni 8–12%) توفير هذه الحماية، ولهذا السبب يقتصران على الفئة DD أو FF في أفضل الأحوال في الخدمة الحامضة.
كيف تؤثر PSL 1 وPSL 2 وPSL 3 على متطلبات المواد؟
يحدد PSL (مستوى مواصفات المنتج) متطلبات التوثيق والفحص والاختبار والتتبع - وليس المادة نفسها. تنطبق الفئة HH بغض النظر عن PSL؛ ومع ذلك، فإن PSL 3 (إلزامي للخدمة الحامضة وفقًا لـ API 6A) يفرض متطلبات إضافية على التحقق من المواد التي تؤثر بشكل مباشر على كيفية تحديد مكونات سبائك النيكل وقبولها. بالنسبة للفئة HH في الخدمة الحامضة، فإن PSL 3 مطلوب بشكل فعال من قبل معظم المشغلين والهيئات التنظيمية في جميع أنحاء العالم.
|
متطلبات |
بسل 1 |
بسل 2 |
PSL 3 (مطلوب لخدمة HH Sour) |
|
إمكانية تتبع المواد |
رقم الحرارة لكل قطعة |
إمكانية تتبع الحرارة إلى المكونات |
إمكانية تتبع دفعة المعالجة الحرارية + الكمية + المعالجة الحرارية |
|
التحليل الكيميائي |
تم الإبلاغ عن تحليل الزهر |
تم الإبلاغ عن تحليل Cast + المنتج |
طاقم العمل + تحليل المنتج + التحقق من مؤشر مديري المشتريات (PMI). |
|
الاختبارات الميكانيكية |
الشد + الصلابة لكل قطعة |
الشد + الصلابة + التأثير لكل قطعة |
اختبار الشد + الصلابة + التأثير + SSC (NACE TM0177) |
|
اختبار الهيدروستاتيكي |
مطلوب |
مطلوب |
مطلوب + موثق |
|
البصرية والأبعاد |
مطلوب |
مطلوب |
مطلوب + تجربة الاقتراب من الموت (MPI / DPI، UT) |
|
مؤهلات الخدمة الحامضة |
غير مطلوب |
يمكن تحديدها |
إلزامي لأسرته في خدمة H₂S |
|
تقرير اختبار المطحنة |
EN 10204 2.2 أو 3.1 |
إن 10204 3.1 |
EN 10204 3.1 + ورقة بيانات المواد |
|
-فحص الطرف الثالث |
خياري |
خياري |
عادة ما يطلبها المشغل |
|
تأثير درجة حرارة منخفضة-على HH-L |
غير مطلوب |
غير مطلوب |
54 J عرضيًا عند درجة -46 |
[المصدر] API 6A، الإصدار الحادي والعشرون، البند 7 - متطلبات الفحص والفحص بواسطة PSL. NACE TM0177-2016 - اختبار SSC للمعادن.
كيفية تحديد مواد API 6A Class HH: قائمة مرجعية للمشتريات
|
حقل البريد |
الدخول المطلوب لفئة HH |
مثال |
|
المعيار الحاكم |
مواصفات API 6A + ISO 10423 |
API 6A الإصدار الحادي والعشرون (2018) |
|
فئة المواد |
سمو أو سمو-L |
سمو-ل |
|
البولندي |
PSL 3 (الخدمة الحامضة) |
بسل 3 |
|
سبيكة / UNS |
إنكونيل 625 / N06625؛ أو Hastelloy C-276 / N10276 |
إنكونيل 625 أونس N06625 |
|
نموذج المنتج |
تزوير / لوحة / أنابيب غير ملحومة / بار |
ASTM B564 تزوير، NPS 4-12 |
|
درجة ASTM |
Gr 1 (منخفض-C) أو Gr 2 (قياسي) |
أستم B443 غرام 1 |
|
جودة الخدمة الحامضة. |
مرجع ISO 15156-3 |
متوافق مع ISO 15156-3:2020 |
|
صلابة ماكس |
لجنة حقوق الإنسان 40 |
إتش آر سي 40 كحد أقصى |
|
متطلبات التأثير |
54 J عرضيًا عند RT (HH) أو −46 درجة (HH-L) |
54 J عند -46 درجة عرضية |
|
تقرير اختبار المطحنة |
إن 10204 3.1 |
AR 10204 3.1 TC |
|
التحقق من مؤشر مديري المشتريات (PMI). |
XRF إلزامية |
مؤشر مديري المشتريات (PMI) 100% عند الاستلام |
|
متطلبات خاصة |
اختبار NACE TM0177 SSC، UWQA |
NACE TM0177 الطريقة أ مطلوبة |
[المصدر] API 6A، الإصدار الحادي والعشرون، الملحق F والبند 7؛ NACE MR0175 / ISO 15156-3:2020; EN 10204:2004 المنتجات المعدنية - أنواع وثائق التفتيش.
كيفية التحقق من مادة فئة HH عند الاستلام
عند استلام المواد، قم دائمًا بإجراء خطوات التحقق التالية قبل إرسالها إلى ورشة العمل:
الخطوة 1 - مؤشر مديري المشتريات:تعريف المادة الإيجابية (PMI): استخدم محلل XRF المحمول للتحقق من محتوى Ni وCr وMo وW مقابل نطاق مواصفات C-276 أو 625.
الخطوة 2 - مراجعة MTC:MTC (شهادة اختبار المطحنة): التحقق من رقم الحرارة، والتحليل الكيميائي، والخواص الميكانيكية (الشد، والإنتاج، والاستطالة، والصلابة)، وحالة المعالجة الحرارية.
الخطوة 3 - اختبار التأثير:تقرير اختبار تأثير شاربي: تأكد من أن طاقة التأثير تقابل 54 J (عرضيًا) عند درجة الحرارة المطلوبة (RT لـ HH، -46 درجة لـ HH-L).
الخطوة 4 - جودة الخدمة الحامضة:شهادة NACE MR0175 / ISO 15156-3: تأكد من وثائق تأهيل مورد المواد.
الخطوة 5 - المرئية والأبعاد:الفحص البصري: تحقق من وجود عيوب في السطح-والأبعاد الخاطئة والعلامات الصحيحة.
الخطوة 6 - الاقتراب من الموت:اختبار الموجات فوق الصوتية (UT) أو فحص الجسيمات المغناطيسية (MPI) على اللحامات الحرجة
أين يتم استخدام معدات سبائك النيكل من الفئة HH في صناعة النفط والغاز؟
التطبيقات النموذجية لمعدات API 6A Class HH
تم تحديد معدات سبائك النيكل API 6A Class HH للتطبيقات السطحية وتحت السطحية الأكثر تطلبًا حيث يفشل الكربون والفولاذ ذو السبائك المنخفضة-في غضون أشهر. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية آبار الغاز الحامض العميقة، وخزانات -الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة-(HPHT)، والمنصات البحرية التي تحتوي على نسبة عالية من الماء المنتج بالكلوريد، ومشاريع الاستخلاص المعزز للنفط (الاستخلاص المعزز للنفط) باستخدام محلول ملحي ساخن.
|
طلب |
بيئة الخدمة |
لماذا فئة HH مطلوبة |
|
صمامات شجرة عيد الميلاد (شجرة عيد الميلاد). |
H₂S 5–15%, CO₂ 5–20%, Cl⁻ >50000 جزء في المليون، 120-180 درجة |
ارتفاع H₂S + درجة الحرارة + كلوريد=فئة FF غير كافية |
|
موصلات وشماعات رأس البئر |
HPHT غاز حامض، بالقرب من-مستويات إجهاد الإنتاج، وتحميل دوري |
يتطلب خطر SSC عند الضغط العالي + H₂S استخدام النيكل CRA |
|
رأس الأنابيب وشماعات الغلاف |
الماء الساخن المنتج مع H₂S + CO₂ + Cl⁻ |
كلفاني + هجوم حمضي + SSC في نفس المكون |
|
خنق الفاصوليا والفاصوليا التدفق |
-تدفق تآكلي عالي السرعة، غاز حامض + رمل |
تآكل + تآكل + SCC في مكون واحد |
|
أجسام صمام الأمان (SCSSV). |
تحت السطح، H₂S + درجة حرارة عالية، دورة الضغط |
خطر SSC + التعب الحراري في الظروف تحت السطح |
|
خطوط التدفق السطحي (لمنفذ شجرة عيد الميلاد) |
غاز حامض + كبريت عنصري، درجة حرارة عالية |
يخفض Elemental S عتبة SSC بشكل كبير |
|
منصة القطب الشمالي البحرية أشجار عيد الميلاد |
H₂S غاز حامض + محيط -46 درجة |
HH-L المطلوبة: المتانة المبردة + مقاومة الغاز الحامض |
|
خطوط الحقن الحراري المعزز للنفط |
محلول ملحي ساخن (150-180 درجة) + H₂S + CO₂ |
درجة الحرارة العالية للمحلول الملحي الحامض تتجاوز درجة الحرارة المسموح بها لفئة FF- |
[المصدر] تم تجميعها من مواصفات مشروع المشغل؛ مراجع تطبيق النفط والغاز في Haynes International؛ منشورات NACE الدولية 34100 - مراجعة للخبرة الميدانية لشركة H₂S.
الأسئلة المتداولة
لا. تتطلب API 6A Class HH صراحةً مواد CRA قائمة على النيكل-. في حين أن الفولاذ المقاوم للصدأ 316L (UNS S31603) يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل في العديد من البيئات، فإن محتواه من النيكل (10-14%) غير كافٍ لتوفير مناعة ضد التشقق الناتج عن إجهاد الكبريتيد في الخدمة المحتوية على H₂S-. يعتبر PREN الخاص به والذي يبلغ حوالي 24 أقل بكثير من الحد المطلوب لبيئات الغاز الحامض الشديدة. فقط السبائك التي تلبي محتوى النيكل ومتطلبات PREN الخاصة بـ Inconel 625 (UNS N06625) أو Hastelloy C-276 (UNS N10276) - والمؤهلة وفقًا لـ NACE MR0175 / ISO 15156-3 - هي المقبولة للفئة HH.
س2: ما الفرق بين الفئة FF والفئة HH؟
كل من FF وHH لهما نفس نطاق درجة الحرارة (−29 درجة إلى +180 درجة)، لكنهما يستخدمان مواد مختلفة بشكل أساسي. تستخدم الفئة FF الفولاذ الكربوني والسبائك المنخفضة - (حتى 13Cr martensitic المقاوم للصدأ) المؤهل وفقًا لـ NACE MR0175 / ISO 15156-3، مع صلابة تقتصر على أقل من أو تساوي 22 HRC لتقليل قابلية SSC. تستخدم الفئة HH CRA- المعتمد على النيكل (Inconel 625 أو Hastelloy C-276)، وهي محصنة بطبيعتها ضد SSC بغض النظر عن صلابتها. يتم تحديد HH عندما لا تستطيع المواد من فئة FF تلبية معدل التآكل أو الحفر أو متطلبات درجة الحرارة لبيئة الخدمة.
س3: متى يتم تحديد الفئة HH-L بدلاً من الفئة HH؟
يتم تحديد الفئة HH-L عندما تقل درجة حرارة التشغيل الدنيا عن -29 درجة (−20 درجة فهرنهايت). يحدث هذا في حقول الغاز البرية في القطب الشمالي وأنظمة رؤوس الآبار البحرية تحت سطح البحر حيث يمكن أن تنخفض درجات حرارة مياه البحر المحيطة إلى -46 درجة أو أقل. تتطلب اللاحقة L- اختبار تصادم إضافي من نوع Charpy V- عند درجة -46 (الحد الأدنى 54 J عرضيًا) لإثبات أن سبيكة النيكل تحتفظ بالصلابة الكافية في درجات الحرارة المبردة دون أن تصبح هشة. يظل الحد الأعلى لدرجة الحرارة (+180 درجة ) كما هو الحال في الفئة القياسية HH.
س4: هل تتطلب الفئة HH -معالجة حرارية لاحقة للحام (PWHT)؟
في معظم الحالات، لا. يتم استخدام كل من Inconel 625 وHastelloy C-276 في حالة التلدين-الملحومة أو المحاليل- لتطبيقات رؤوس البئر API 6A. يمنع محتواها المنخفض جدًا من الكربون والسيليكون - ترسيب الكربيد في منطقة اللحام -المتأثرة (HAZ)، مما يلغي الحاجة إلى التلدين بمحلول ما بعد-اللحام. ومع ذلك، بالنسبة للخدمات الأكثر خطورة (حمض الهيدروكلوريك المركز، أو الكبريت العنصري، أو درجات الحرارة التي تزيد عن 150 درجة في محلول ملحي حامض)، يوصى بالتليين بالمحلول عند درجة 1093-1171 درجة متبوعًا بالتبريد السريع للمياه لاستعادة الحد الأقصى لمقاومة التآكل. يجب تجنب PWHT (المعالجة الحرارية بعد اللحام في درجات حرارة منخفضة) لأنها لا تتحسن وقد تؤدي إلى انخفاض مقاومة هذه السبائك للتآكل.
س 5: ما هي المهلة الزمنية النموذجية لمكونات رأس البئر API 6A Class HH Inconel 625؟
تتطلب مطروقات API 6A Class HH Inconel 625 لأجسام رؤوس الآبار وأغطية الأغطية عادةً ما بين 16 إلى 26 أسبوعًا من تأكيد الطلب حتى التسليم، حيث يتم إنتاج معظمها بواسطة مسابك متخصصة ومتاجر حدادة بتراخيص حرف واحد فقط من API 6A (نظام إدارة الجودة API 6A Q1). قد تتوفر عناصر المخزون مثل لوحة Inconel 625 والقضيب والأنابيب غير الملحومة (ASTM B443/B574/B622) خلال 4-10 أسابيع من الموزعين. تحتفظ JN Alloy بمخزون من الألواح والقضبان والأنابيب Inconel 625 وHastelloy C-276 للاستجابة السريعة للاستفسارات. بالنسبة للمتطلبات العاجلة، اتصل بـ jnalloy123@gmail.com مع طلب عرض الأسعار المحدد الخاص بك بما في ذلك الحجم والكمية وفئة الضغط ووجهة التسليم.
س 6: كيف تتحقق JN Alloy من أن مادة الفئة HH تلبي متطلبات API 6A وNACE MR0175؟
توفر شركة JN Alloy مواد سبائك النيكل من الفئة HH مع وثائق التوافق الكاملة مع API 6A وISO 15156-3. تشتمل كل شحنة على: (1) شهادة اختبار المطحنة EN 10204 3.1 مع الكيمياء الحرارية ونتائج الاختبار الميكانيكي وسجل المعالجة الحرارية؛ (2) خطاب تأهيل المواد NACE MR0175 / ISO 15156-3 من المصنع؛ (3) رقم ترخيص حرف واحد فقط API 6A Q1 (للمكونات النهائية)؛ (4) نتائج اختبار تأثير شاربي عند درجة الحرارة المحددة؛ (5) تقرير اختبار PMI اختياري وشهادة فحص طرف ثالث (API 6A PSL 3). عند الاستلام، يجب على المشترين إجراء تحقق مستقل من مؤشر مديري المشتريات (PMI) باستخدام محلل XRF محمول ومعاير للتأكد من تطابق محتوى Ni وCr وMo وW مع مواصفات المادة قبل إطلاق المواد للتصنيع.
