إنكونيل 625 (UNS N06625)عبارة عن -محلول-صلب من سبائك النيكل المعززة المحسنة لمقاومة التآكل، مع قوة متوسطة (إنتاجية 414-517 ميجاباسكال) ومناعة ممتازة للكلوريد والغاز-الحامض، مما يجعلها الخيار الافتراضي لبيئات قاع البئر المسببة للتآكل. Inconel 718 (UNS N07718) عبارة عن سبيكة حديد-نيكل قابلة للتصلب-تم تصميمها للحصول على قوة عالية (إنتاجية 1035-1240 ميجاباسكال، حوالي 2.5 مرة 625) ومقاومة التعب، مما يجعلها الاختيار الأمثل لأدوات تحمل الأحمال في قاع البئر حيث يهيمن الوزن والمهمة الميكانيكية.
قاعدة الاختيار: اختر 625 عندما يتحكم التآكل (H2S، CO2، الكلوريد، مياه البحر) في التصميم؛ اختر 718 عندما تكون القوة أو الصلابة أو التعب أو الوزن هي الدافع وراء التصميم - وبالنسبة للآبار الأكثر تطلبًا، استخدم 718 للأعضاء الهيكلية و625 للأسطح المكشوفة للتآكل.
ما هو الفرق الأساسي بين إنكونيل 625 و718؟
يتمثل الاختلاف الأساسي في آلية التقوية: إنكونيل 625 عبارة عن محلول صلب-مقوى (تأتي قوته من الموليبدينوم والنيوبيوم المذابين، لذا فهو يظل مطاوعًا ومقاومًا للتآكل-)، بينما يتم تقوية إنكونيل 718 بالترسيب (تأتي قوته العالية من رواسب جاما-رئيسية وغاما-مزدوجة-رئيسية تتكون من المعالجة الحرارية، مما يزيد القوة ولكنه يضيف التعقيد المعدني).

يفسر هذا التمييز المعدني الوحيد تقريبًا كل الاختلاف الذي يهم مصمم الأدوات-في قاع البئر. نظرًا لأن 625 يعتمد على تقوية المحلول الصلب-، فيمكن توفيره في حالة التلدين واللحام دون فقدان مقاومة التآكل، وتكون خصائصه متسامحة نسبيًا. نظرًا لأن 718 يعتمد على التقسية بالترسيب، يتم إنشاء قوته من خلال معالجة عمرية مكونة من خطوتين- (عادةً 718 + 621 درجة مئوية أو حالة 'H')، مما يعني أن صلابته وقوته وحتى قبول خدمة NACE الحامضة- تعتمد على المعالجة الحرارية الدقيقة. عمليًا: 625 هي السبيكة "الأولى للتآكل"؛ 718 هي سبيكة "القوة-الأولى". كلاهما ذو قاعدة من النيكل- وكلاهما يقاوم التآكل بشكل أفضل بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ، ولكن 625 هو حاجز التآكل الأفضل و718 هو العضو الهيكلي الأفضل.
كيف يمكن مقارنة التركيبات الكيميائية لـ 625 و 718؟
625 عبارة عن سبيكة نيكل عالية-كروم وموليبدينوم عالية-(Cr 20-23 بالمائة، Mo 8-10 بالمائة، Nb 3.15-4.15 بالمائة) مضبوطة ضد التآكل، في حين أن 718 عبارة عن سبيكة نيكل حديد (Ni 50-55 بالمائة، Fe 17 بالمائة دقيقة، Cr 17-21 بالمائة، Mo 2.8-3.3 في المائة، Nb+Ta 4.75-5.5 في المائة، Ti 0.65-1.15 في المائة، Al 0.2-0.8 في المائة) مضبوطة لتصلب الهطول.
تعكس الكيمياء هدف التصميم. 625 الذي يحتوي على كروم عالي (لمقاومة الأكسدة) وموليبدينوم عالي بالإضافة إلى النيوبيوم (لتقليل-مقاومة الأحماض والحفر والشقوق) ولا يوجد حديد تقريبًا (5 بالمائة كحد أقصى) - وصفة مقاومة للتآكل النقي-وصفة مقاومة. 718 تحتوي على كمية أقل من الكروم والموليبدينوم (وبالتالي تكون مقاومتها للتآكل الجوهري أقل) ولكنها تضيف التيتانيوم والألومنيوم (عناصر تصلب -الترسيب التي تشكل جاما-رئيس Ni3(Al,Ti) وغاما-مزدوج-رئيسي Ni3Nb) بالإضافة إلى كمية كبيرة من الحديد (لتقليل التكلفة والمساعدة على التصلب). الحديد الأعلى وانخفاض Mo في 718 هو السبب وراء كون PREN (الرقم المكافئ لمقاومة التنقر) في 718 أقل من 625، على الرغم من أن 718 متفوق ميكانيكيًا. الجدول أدناه يحدد التباين.
الجدول 1. مقارنة التركيب (نسبة الوزن الاسمي)
|
عنصر |
إنكونيل 625 (UNS N06625) |
إنكونيل 718 (UNS N07718) |
|
النيكل (ني) |
58.0 دقيقة (الرصيد) |
50.0 - 55.0 |
|
الكروم (الكروم) |
20.0 - 23.0 |
17.0 - 21.0 |
|
الموليبدينوم (مو) |
8.0 - 10.0 |
2.8 - 3.3 |
|
النيوبيوم + التنتالوم |
3.15 - 4.15 |
4.75 - 5.50 |
|
الحديد (الحديد) |
5.0 كحد أقصى |
17.0 دقيقة (الرصيد) |
|
التيتانيوم (تي) |
0.40 كحد أقصى |
0.65 - 1.15 |
|
الألومنيوم (آل) |
0.40 كحد أقصى |
0.20 - 0.80 |
|
كوبالت (كو) |
1.0 كحد أقصى |
1.0 كحد أقصى |
|
0.10 كحد أقصى |
0.08 كحد أقصى |
|
|
مقويات الترسيب |
لا شيء (SSS) |
تي + آل (PH) |
أي سبيكة تتمتع بمقاومة أفضل للتآكل؟
من الواضح أن Inconel 625 يتمتع بمقاومة تآكل متأصلة أفضل من 718: PREN (حوالي 48-52 مقابل 38-42 لـ 718)، والموليبدينوم الأعلى، والكروم الأعلى يمنحه مقاومة فائقة لتنقر الكلوريد، وتآكل الشقوق، وتشقق الغاز الحامض - لذا فإن 625 هو حاجز التآكل المفضل، بينما يعتمد 718 على قوته وهو يستخدم عندما يكون التآكل معتدلاً أو يتم تخفيفه عن طريق الطلاء/التراكب.

توفر مقاومة التآكل في سبائك النيكل التي تحتوي في المقام الأول على محتوى الكروم والموليبدينوم. 625 ما يقرب من 20-23 بالمائة Cr و8-10 بالمائة Mo، مما ينتج PREN يبلغ حوالي 48-52 وسجل حافل في مياه البحر (CPT أعلى من 80 درجة مئوية)، والغاز الحامض، والبيئات الحمضية. 718 يوفر حوالي 17-21 بالمائة Cr و2.8-3.3 بالمائة Mo فقط، إعطاء PREN بحوالي 38-42 - لا يزال أفضل بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ (316L PREN 23-26) ولكن أقل بكثير من 625.
في الكلوريد-المحتوي على المحاليل الملحية الموجودة في قاع البئر، يقاوم 625 الحفر حيث قد يحتاج 718 إلى الحماية الكاثودية أو السماح بالتآكل. كلاهما يقاوم تكسير إجهاد الكبريتيد جيدًا في الحالة المناسبة، لكن الموليبدينوم الأعلى في 625 يمنحه هامشًا أكبر في خدمة كلوريد الحامض - العدوانية. التوجيه العملي: بالنسبة للأجزاء المعرضة مباشرة للسائل الحلقي المسبب للتآكل، أو المياه المنتجة، أو الغاز الحامض، حدد 625؛ بالنسبة للأعضاء الهيكلية في البيئات الأقل عدوانية أو المحمية، 718 مقبول وأقوى.
الجدول 2. مقارنة مقاومة التآكل
|
وضع التآكل |
إنكونيل 625 |
إنكونيل 718 |
|
برين (تقريبًا) |
48 - 52 |
38 - 42 |
|
تأليب الكلوريد (CPT) |
Excellent (> 80 C) |
جيد (أقل من 625) |
|
تآكل الشقوق |
ممتاز |
جيد |
|
مناعة الغاز الحامض (H2S). |
ممتاز (ملدن) |
جيد (يتم التحكم في الحرارة-) |
|
ثاني أكسيد الكربون / التآكل الحلو |
ممتاز |
جيد جدًا |
|
مياه البحر |
ممتاز |
جيد (قد يحتاج إلى CP) |
|
أفضل استخدام |
حاجز التآكل |
الهيكلية في بيئة أكثر اعتدالا. |
المصدر: مجموعات بيانات اختبار التآكل؛ مسوحات التآكل NACE. أوراق بيانات السبائك.
أي سبيكة لديها قوة أعلى؟
إنكونيل 718يتمتع بقوة أعلى بشكل كبير من 625: في الحالة-العمرية المتصلبة، فإنه يوفر مقاومة خضوع تبلغ 1035-1240 ميجا باسكال وقوة شد نهائية تبلغ 1275-1500 ميجا باسكال - تقريبًا 2.5 ضعف ناتج الملدن 625 (414-517 ميجا باسكال) - ولهذا السبب يهيمن 718 مكونات قاع البئر الحاملة والتعب الحرجة.
القوة هي حيث يفوز 718 بشكل حاسم. يؤدي تفاعل تصلب الترسيب - في 718 (جاما-رئيسي وغاما-مزدوج-رئيسي) إلى زيادة قوة الخضوع من المحلول-خط الأساس الصلب (حوالي 350-450 ميجا باسكال) إلى أكثر من 1000 ميجا باسكال بعد التعتيق، دون فقدان الكثير من الليونة. 625، حيث يتم تقويتها بالمحلول الصلب فقط، يصل إنتاجه إلى حوالي 414-517 ميجا باسكال و827-1034 ميجا باسكال للشد في حالة التلدين، ولا يمكن تقويته أكثر عن طريق المعالجة الحرارية (العمل البارد يمكن أن يرفعه إلى حد ما ولكن على حساب مقاومة التآكل).
بالنسبة لأدوات قاع البئر مثل مكونات التعبئة، وشماعات الأنابيب، وحلمات الهبوط، وأجزاء صمامات الأمان-، وسلسلة الحفر أو القياس-أثناء -مبيتات الحفر (MWD)، فإن نسبة الوزن -إلى-القوة العالية البالغة 718 تتيح للمهندسين تصميم أجزاء حمل أصغر وأخف وزنًا وأعلى- حاسمة عندما يكون كل كيلوجرام من وزن السلسلة مهمًا. والمقايضة-تتمثل في أن قوة 718 تعتمد على التحكم في المعالجة الحرارية وأنها أكثر حساسية لارتفاع درجة الحرارة.
الجدول 3. مقارنة القوة الميكانيكية (نموذجية)
|
ملكية |
إنكونيل 625 (ملدن) |
إنكونيل 718 (العمر-مصلب) |
|
قوة الشد |
827 - 1034 ميجا باسكال |
1275 - 1500 ميجا باسكال |
|
قوة الخضوع (0.2%) |
414 - 517 ميجا باسكال |
1035 - 1240 ميجا باسكال |
|
استطالة |
30 بالمئة |
12 - 21 بالمائة |
|
صلابة |
85 - 95 إتش آر بي |
30 - 44 HRC (حسب الشرط) |
|
القوة-إلى-الوزن |
معتدل |
عالية (إنتاجية 2.5x) |
|
مقاومة التعب |
جيد |
ممتاز |
المصدر: مواصفات المنتج ASTM؛ أوراق بيانات المعادن الخاصة SMC-063 / SMC-045.
كيف يتم أداء 625 و718 في خدمة صور (NACE MR0175)؟
يتم قبول كلا السبيكتين للخدمة الحامضة بموجب NACE MR0175 / ISO 15156، ولكن مع قيود مختلفة: الملدن 625 (أقل من 35 HRC) يتم قبوله بسهولة باعتباره سبيكة مقاومة للتآكل - بدون حدود للتشقق البيئي، بينما يجب أن يكون 718 في حالة معالجة بالحرارة - يتم التحكم فيها والتي تحافظ على الصلابة أقل من حد NACE (عادة H1150 أو الحل-المصلب-و-الحالة القديمة)، لأن أكثر من-عمر أو أكثر من-تصلد 718 يمكن أن يتجاوز 35 HRC ويفقد القبول.

NACE MR0175 / ISO 15156 الجزء 3 يغطي كلا السبائك. بالنسبة إلى 625، يكون المحلول الملدن-بطبيعته أقل من 35 HRC (حوالي 15-20 HRC مكافئ)، لذا فهو مؤهل بدون دليل خاص للمعالجة الحرارية-ويستخدم على نطاق واسع في الغاز الحامض. بالنسبة إلى 718، يكون الوضع أكثر دقة: يمكن أن تنتج حالة تصلب العمر القياسي-(على سبيل المثال، 718 درجة مئوية / 621 درجة مئوية) صلابة تصل إلى 40+ HRC، وهو ما قد يخرق الحد الأقصى 35 HRC. ومع ذلك، تتعرف NACE على 718 في ظروف معينة منخفضة الصلابة (مثل حالة 'H1150' فوق-العمر الزائد، تقريبًا 28-36 HRC اعتمادًا على القسم الفرعي) للخدمة الحامضة، وتدرج الإصدارات الأحدث 718 مع حدود محددة للمعالجة الحرارية والصلابة.
الآثار الهندسية: عند تحديد 718 للآبار الحمضية، يجب أن يذكر أمر الشراء الحالة المقبولة NACE-بالضبط ويتطلب التحقق من الصلابة؛ عند تحديد 625 للآبار الحامضة، يكفي شرط التلدين القياسي. يجب أن يكون لكل منهما عمل بارد محدود (718 على وجه الخصوص) والتحقق من مؤشر مديري المشتريات (PMI).
جدول 4. NACE MR0175 حامض-موضع الخدمة
|
وجه |
إنكونيل 625 |
إنكونيل 718 |
|
قائمة NACE |
مقبول (CRA) |
مقبول (بشرط) |
|
الشرط المطلوب |
الحل صلب |
تم تحديد حالة PH ذات صلابة منخفضة |
|
حد الصلابة |
أقل من 35 HRC (سهل) |
أقل من 35 HRC (يتم التحكم في المعالجة الحرارية-) |
|
حد SCC البيئي |
لا شيء (جوهري) |
لا شيء في حالة مقبولة |
|
الحذر في مجال المشتريات |
معيار |
يجب تسمية حالة NACE بالضبط |
المصدر: NACE MR0175 / ISO 15156-3 (2020)؛ ملحقات الخدمة الحامضة للسبائك.
ما هي حدود درجة الحرارة للاستخدام في قاع البئر؟
للحصول على قوة مستمرة في قاع البئر، يكون Inconel 718 قابلاً للخدمة حتى درجة حرارة 650 درجة مئوية تقريبًا (يترسب فوق-عمره ويلين فوق ذلك)، بينما يحتفظ Inconel 625 بالقوة المفيدة إلى حوالي 650 درجة مئوية ومقاومة الأكسدة إلى حوالي 982 درجة مئوية - ولكن في الممارسة العملية يتم استخدام كلاهما تحت هذه الأسقف بكثير في درجات حرارة قاع البئر النموذجية للنفط والغاز (أقل من حوالي 200-250 درجة مئوية لمعظم الآبار، أعلى لHPHT).
درجة الحرارة في قاع البئر مهمة بطريقتين: الأكسدة/التآكل على السطح والاحتفاظ بالقوة في العمق. 625 تتمتع بمقاومة ممتازة للأكسدة في درجات الحرارة العالية- (تصل إلى حوالي 982 درجة مئوية في الهواء) بفضل نسبة الكروم العالية فيها، وتحتفظ بقوة كبيرة تصل إلى حوالي 650 درجة مئوية. 718 وتحافظ على قوتها العالية حتى حوالي 650 درجة مئوية فقط؛ وفوق ذلك، يترسب أولي جاما-المزدوج- بشكل خشن (أكثر من-العمر)، مما يتسبب في انخفاض القوة نحو مستوى الملدن-بالمحلول.
لذلك، بالنسبة لقوة درجة الحرارة العالية-الحقيقية، قد يكون 625 (أو حتى-سبائك ذات درجة حرارة أعلى) هو الأفضل، بينما بالنسبة لقوة التحميل -درجة حرارة الغرفة-إلى-درجة الحرارة-المعتدلة العالية-، فإن 718 لا يهزم. تعمل معظم أدوات حفر آبار النفط والغاز تحت درجة حرارة أقل من 250 درجة مئوية (باستثناء آبار HPHT التي تصل إلى 200-230+ درجة مئوية)، لذلك تتمتع كلتا السبيكتين بهامش درجة حرارة واسع؛ ويظل العامل الحاسم هو التآكل مقابل القوة، وليس درجة الحرارة، في النطاق الطبيعي.
الجدول 5. درجة الحرارة وقوة المغلف
|
المعلمة |
إنكونيل 625 |
إنكونيل 718 |
|
أقصى درجة حرارة قوة مفيدة |
حوالي 650 ج |
حوالي 650 درجة مئوية (أكثر من-أعمار أعلاه) |
|
درجة حرارة الأكسدة القصوى (الهواء) |
حوالي 982 ج |
حول 650 - 700 ج |
|
الاستخدام النموذجي في قاع البئر |
< 250 C common |
< 250 C common |
|
HPHT (>200 ج) مناسب |
جيد |
جيد (الاحتفاظ بالقوة) |
|
تناسب المبردة |
ممتاز (حتى -196 درجة مئوية) |
جيد (إلى -127 درجة مئوية نموذجيًا) |
المصدر: بيانات السبائك ذات درجات الحرارة العالية -ASM؛ المبادئ التوجيهية للمواد HPHT.
كيف يمكن مقارنة 625 و718 بأدوات محددة في قاع البئر؟
بالنسبة لأدوات قاع البئر، يتم تحديد 625 حيث يهيمن التعرض للتآكل (أختام التعبئة، مكونات الحلقة المسببة للتآكل، -أجهزة الخط، التعرض للغاز الحامض-)، بينما يتم تحديد 718 حيث تهيمن المهام الميكانيكية (شماعات الأنابيب، وحلمات الهبوط، ونوابض وسيقان صمام الأمان-، ومبيتات MWD/LWD، ومثبتات التحميل العالية-) - والتجمعات الهجينة استخدم هيكل 718 مع 625 سطحًا مكسوًا أو محددًا.

تمتد أدوات قاع البئر إلى نطاق عمل واسع، لذا فإن السبيكتين متكاملتان وليستا متنافستين. تميل آلات التعبئة وأجهزة الإنجاز الموجودة في السوائل المنتجة المسببة للتآكل أو الغاز الحامض إلى 625 بالنسبة للأجزاء المعرضة للتآكل-. تحميل-المحمل والتعب-الأجزاء الحرجة - مثل جذع صمام الأمان تحت السطح، والمثبتات عالية القوة-، والينابيع، والمبيتات الثقيلة لقطع الأشجار-بينما-أدوات الحفر (LWD) - تستغل قوة 718 وعمر الكلال. التركيبة الشائعة-في العالم الحقيقي هي هيكل هيكلي 718 مع زخرفة أو تراكب مقاوم للتآكل بنسبة 625-في الواجهة المرنة، مما يحقق كلا الميزتين. تقوم مصفوفة القرار أدناه بتعيين أنواع الأدوات إلى السبيكة المفضلة.
الجدول 6. مصفوفة اختيار أداة قاع البئر
|
مكون قاع البئر |
سبيكة مفضلة |
لماذا |
|
جسم باكر (بئر قابل للتآكل) |
625 |
حاجز التآكل |
|
شماعات الأنابيب |
718 |
قوة عالية، تحميل |
|
ساق صمام الأمان تحت السطح |
718 |
القوة + التعب |
|
ربيع SSSV |
718 |
قوة عالية، معدل الربيع |
|
حلمة الهبوط/القفل |
718 أو 625 |
718 قوة أو 625 تآكل |
|
الإسكان MWD / LWD |
718 |
القوة-إلى-الوزن والتعب |
|
خط التحكم / الشعرية |
625 |
التآكل والتشكيل |
|
مثبتات عالية القوة-. |
718 (أ-286 بديل) |
العائد + التعب |
|
تقليم / تراكب التآكل |
625 |
تأليب + مناعة حامضة |
|
أجهزة إكمال HPHT |
625 أو 718 |
بواسطة السائق المهيمن |
المصدر: كتيبات مواد إكمال قاع البئر؛ مواصفات المشغل.
كيف يختلف اللحام والتصنيع؟
يعد Inconel 625 أسهل في اللحام ويظل -مقاومًا للتآكل لأنه-ملحوم (حشو ERNiCrMo-3، لا حاجة إلى PWHT)، بينما يتطلب Inconel 718 ترسيب-معالجة حرارية تصلب بعد اللحام لاستعادة القوة وهو أكثر حساسية للحرارة-يتأثر-تشقق المنطقة والإجهاد-تشقق العمر - مما يجعل 625 هو-خيار التصنيع الأقل خطورة و718 هو خيار-الأداء الأعلى ولكن رعاية أعلى.
تتبع اختلافات التصنيع آلية التقوية مرة أخرى. 625 اللحامات بسهولة باستخدام ERNiCrMo-3 (AWS A5.14, UNS N06625) أو ما شابه ذلك، ونظرًا لأنها ليست قابلة للتصلب بالترسيب-، تظل منطقة اللحام مقاومة للتآكل-بدون معالجة حرارية ما بعد اللحام-؛ وهذه ميزة كبيرة للتركيبات الملحومة المعقدة. 718، وعلى النقيض من ذلك، يجب أن يتم تلدين المحلول -وتعتيقه بعد اللحام لاستعادة قوته العالية، ويمكن أن تؤدي عملية اللحام إلى حدوث تشققات إجهادية-عمرية في المنطقة المتضررة بالحرارة-إذا لم يتم التحكم بإحكام في التسخين المسبق والممر الداخلي والمعالجة الحرارية بعد اللحام.
بالنسبة إلى اللحام في الحقل أو الورشة لمجموعات قاع البئر، فإن 625 أكثر تسامحًا؛ يتطلب 718 إجراءات مؤهلة وغالبًا ما تكون هناك دورة معالجة كاملة لإعادة-التسخين-. عادةً ما تكون مادة الحشو لـ 718 هي ERNiFeCr-2 (UNS N07718) لتتناسب مع التركيبة الأساسية.
الجدول 7. مقارنة اللحام والتصنيع
|
عامل |
إنكونيل 625 |
إنكونيل 718 |
|
حشو نموذجي |
إرنيكرمو-3 (N06625) |
إرنيفيكر-2 (N07718) |
|
مطلوب PWHT |
لا |
نعم (الحل يصلب + العمر) |
|
سلالة-خطر تشقق العمر |
قليل |
أعلى (يلزم رعاية HAZ) |
|
كما-تآكل ملحوم |
ممتاز |
جيد (لكن ليس بسبب العمر-متشدد) |
|
خطر التصنيع |
أدنى |
أعلى (الإجراء الحرج) |
المصدر: AWS D1.6؛ أدلة لحام المعادن الخاصة لـ 625 و 718.
ما هي التكلفة النسبية لـ 625 مقابل 718؟
يكون سعر Inconel 718 عمومًا أعلى قليلاً من 625 للكيلوجرام (ما يقرب من 10-زيادة بنسبة 30 بالمائة في شكل مطحنة) نظرًا لمتطلبات المعالجة الكيميائية والحرارة- الأكثر صرامة، ولكن فرق التكلفة الحقيقي يتم تعويضه من خلال قوة 718 الأعلى بكثير، مما يتيح للمصممين استخدام مواد أقل وتحقيق أدوات أخف - لذا فإن إجمالي تكلفة المكونات تعتمد على التصميم، وليس فقط سعر الكيلوجرام الواحد.

كلتا السبائك عبارة عن مواد أساسية من النيكل الممتاز-تكلف أكثر بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ (حوالي 5-10 أضعاف 316 لتر لكل كجم)، وبالتالي فإن دلتا 625-vs-718 تعتبر ثانوية بالنسبة للسبائك-vs-الفولاذ المقاوم للصدأ. 718 وعادةً ما تحمل علاوة متواضعة تزيد عن 625 نظرًا للتحكم في كيمياء النيوبيوم/التيتانيوم. والعمر الإلزامي-للمعالجة الحرارية المتصلبة. ومع ذلك، نظرًا لأن إنتاجية 718 أعلى بحوالي 2.5 مرة، يمكن حمل حمولة معينة بواسطة قسم 718 أصغر، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى تعويض قسط الكيلوجرام وتقليل وزن المعالجة والسلسلة. بالنسبة للشراء، كلاهما متاح على شكل شريط، ولوحة، ومطروقات، وأنابيب غير ملحومة؛ يمكن أن تكون المهل الزمنية للمطروقات 718 في ظروف NACE المحددة أطول. يقدم الجدول أدناه نطاقات إرشادية لكل كيلوغرام (mill-direct، 2026).
الجدول 8. مقارنة الأسعار الإرشادية لعام 2026 (دولار أمريكي لكل كجم، مطحنة-مباشرة)
|
نموذج المنتج |
إنكونيل 625 |
إنكونيل 718 |
|
شريط / قضيب |
18 - 28 |
22 - 34 |
|
طبق |
20 - 30 |
24 - 36 |
|
المطروقات |
30 - 55 |
35 - 65 |
|
أنبوب سلس |
28 - 45 |
32 - 50 (محدود) |
|
القوة النسبية |
1.0x (خط الأساس) |
العائد 2.5x |
المصدر: كتاب أسعار JN Alloy 2026؛ مسح الاقتباس مطحنة. إرشادية فقط.
دراسة الحالة: استكمال بئر HPHT - تصميم هجين 625 / 718
قام أحد المشغلين بتطوير بئر غاز HPHT حامض (حوالي 190 درجة مئوية، 8 بالمائة H2S، نسبة عالية من الكلوريد) حدد 718 لشماعات الأنابيب ذات الحمل العالي وحلمات الهبوط ولكن 625 لجميع -التآكل المكشوف لخطوط التعبئة وخطوط التحكم، مما أدى إلى التخلص من كل من نقص القوة (718) وخطر تأليب الكلوريد - (625) الذي تشكله سبيكة- واحدة كان من الممكن أن يترك التصميم دون معالجة.
يمثل البئر تحديين متزامنين: الحمل الميكانيكي العالي على الحظيرة (لتفضيل قوة 718) والحامض الشديد-سائل حلقة الكلوريد (لتفضيل مقاومة التآكل لـ 625). كان من الممكن أن يؤدي اختيار سبيكة - واحدة إلى فرض إما 625 (قوية بدرجة كافية ولكن مع هامش تآكل غير ضروري وقوة أقل) أو 718 (قوية ولكن مع قيود شرط PREN أقل وقيود NACE أكثر إحكامًا).
قام الفريق الهندسي بتقسيم الواجب: أعضاء محمل الحمولة- في 718 (مؤهلون لحالة الصلابة المنخفضة-المقبولة من NACE- مع التحقق من الصلابة أقل من 35 HRC)، وجميع أسطح التآكل المبللة بالسوائل- في 625 (المحلول-المُلدن، القبول القياسي من NACE). استخدمت خطوط التحكم 625 أنبوبًا شعريًا-لمنح مناعة الكلوريد على المدى الطويل. وبعد ثلاث سنوات من التشغيل، لم يظهر عند الانتهاء أي تدخل ناجم عن التآكل-ولا توجد مشكلة هيكلية، مما يؤكد صحة النهج المختلط. كانت نسبة المواد المتميزة مقارنة بالتصميم-625 بالكامل تبلغ حوالي 12 بالمائة ولكن تم تجنب زيادة حجم العلاقة بسبب القوة.
المصدر: تقرير اكتمال المشغل HPHT (مجهول المصدر)؛ أرشيف تطبيق JN Alloy.
الأسئلة المتداولة
س: أيهما أفضل لأدوات قاع البئر، Inconel 625 أم 718؟
ج: يعتمد ذلك على محرك التصميم المهيمن. يعتبر Inconel 625 أفضل عندما يتحكم التآكل (H2S، CO2، الكلوريد، مياه البحر) في التصميم، لأنه يتمتع بمقاومة فائقة للتنقر/الشقوق/الحامض (PREN حوالي 48-52) واللحام دون فقدان مقاومة التآكل. يكون Inconel 718 أفضل عندما يتحكم الحمل الميكانيكي أو التعب أو الوزن في التصميم، نظرًا لأن قوة الخضوع المتصلبة للترسيب (1035-1240 ميجا باسكال) تبلغ حوالي 2.5 مرة من 625. تستخدم العديد من عمليات الإكمال كليهما: 718 للأعضاء الهيكلية، و625 للأسطح المعرضة للتآكل.
س: هل الإنكونيل 718 أقوى من 625؟
ج: نعم، بشكل ملحوظ. في حالة تصلب العمر-، يوفر 718 قوة خضوع تبلغ 1035-1240 ميجا باسكال وقوة شد تبلغ 1275-1500 ميجا باسكال، أي ما يقرب من 2.5 مرة من قوة الخضوع الملدنة 625 (414-517 ميجا باسكال، قوة شد 827-1034 ميجا باسكال). هذه النسبة العالية من القوة إلى الوزن هي سبب استخدام 718 لشماعات الأنابيب، وسيقان صمام الأمان، والمثبتات، ومبيتات MWD/LWD حيث يكون 625 ضعيفًا جدًا أو ثقيلًا جدًا.
س: أيهما أفضل في مقاومة التآكل 625 أم 718؟
ج: إنكونيل 625 يقاوم التآكل بشكل أفضل. الكروم العالي (20-23 بالمائة) والموليبدينوم الأعلى بكثير (8-10 بالمائة مقابل 2.8-3.3 بالمائة في 718) يمنحه PREN حوالي 48-52 مقابل حوالي 38-42 لـ 718، بالإضافة إلى مناعة مثبتة ضد نقر الكلوريد فوق 80 درجة مئوية ومقاومة ممتازة للغاز الحامض. 718 لا يزال أفضل بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ ولكنه أضعف من اثنان في سوائل قاع البئر المسببة للتآكل.
س: هل يمكن استخدام Inconel 718 في الخدمة الحامضية (H2S)؟
ج: نعم، ولكن مع التحكم في المعالجة الحرارية. بموجب NACE MR0175 / ISO 15156-3، يتم قبول 718 للخدمة الحامضة فقط في حالة تصلب منخفضة-منخفضة الصلابة-تحافظ على الصلابة أقل من 35 HRC (على سبيل المثال، حالة نوع H1150-قديمة تزيد عن-). يجب أن يذكر أمر الشراء الحالة الدقيقة -المقبولة من NACE ويتطلب التحقق من الصلابة. على النقيض من ذلك، يتم قبول الصلب 625 باعتباره سبيكة مقاومة للتآكل بدون دليل خاص للمعالجة الحرارية.
س: هل 718 أغلى من 625؟
ج: قليلاً. عادةً ما يكلف Inconel 718 حوالي 10-30 بالمائة أكثر لكل كيلوغرام من 625 في شكل مطحنة بسبب التحكم الكيميائي الأكثر صرامة والتصلب الإلزامي-. ومع ذلك، فإن قوة 718 الأعلى كثيرًا تتيح للمصممين في كثير من الأحيان استخدام مواد أقل وبناء أدوات أخف وزنًا، وهو ما يمكن أن يعوض قسط التأمين لكل- كجم. كلاهما أغلى بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ (حوالي 5-10 أضعاف 316L)، وبالتالي فإن دلتا 625 مقابل 718 تعتبر ثانوية بالنسبة لقرار السبائك مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ.
س: ما هو الأسهل في اللحام للتجمعات الموجودة في قاع البئر؟
ج: إنكونيل 625 أسهل في اللحام. يستخدم حشو ERNiCrMo-3 ويظل مقاومًا للتآكل-ملحومًا بدون معالجة حرارية بعد-للحام، مما يجعله أقل-خطر للتركيبات الملحومة المعقدة. يجب أن يكون Inconel 718 محلولًا-مُلدَّدًا وعتيقًا بعد اللحام لاستعادة قوته ويكون أكثر حساسية للإجهاد-التشقق الناتج عن الحرارة-في المنطقة المتضررة، مما يتطلب إجراءات يتم التحكم فيها بإحكام وغالبًا ما تتم إعادة المعالجة-بالتسخين-كاملة. بالنسبة للأجهزة المصنعة في قاع البئر أو الملحومة، فإن 625 هو الخيار الأكثر تسامحًا.
