เหตุใดคลาสวัสดุ API 6A จึงมีความสำคัญสำหรับอุปกรณ์น้ำมันและก๊าซ
คลาสวัสดุ API 6A (AA ถึง HH) กำหนดอุณหภูมิ-ขอบเขตสภาพแวดล้อมและกลุ่มวัสดุที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์หลุมผลิตและต้นคริสต์มาส คลาส HH เป็นพิกัดสูงสุด โดยต้องใช้โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนที่มีนิกเกิล-เป็นพื้นฐาน- (CRA) เช่นอินโคเนล 625และ Hastelloy C276 เพื่อทนทานต่อสภาวะก๊าซเปรี้ยวที่รุนแรงที่สุด รวมถึงความเข้มข้นของ H₂S สูง อุณหภูมิที่สูงขึ้นถึง 180 องศา และมีปริมาณคลอไรด์สูง ส่วนต่อท้าย "L" (อุณหภูมิต่ำถึง −46 องศา ) และ "N" (ทำให้เป็นมาตรฐาน) จะกำหนดขอบเขตการทำงานเพิ่มเติม การระบุประเภทวัสดุที่ถูกต้องไม่ใช่ทางเลือก - แต่เป็นข้อกำหนดด้านความปลอดภัย-ที่สำคัญทางวิศวกรรมและกฎระเบียบ

ในการใช้งานก๊าซเปรี้ยวและ-บ่อน้ำมันความดันสูง การเลือกใช้วัสดุที่ไม่ถูกต้องเพียงครั้งเดียวอาจทำให้เกิดความล้มเหลวของอุปกรณ์ได้ เช่น การแตกร้าวจากความเครียดซัลไฟด์ (SSC) การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียด (SCC) การเกิดหลุม หรือ-การแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC) อาจทำให้เกิดการระเบิดของบ่อน้ำ การรั่วไหลของสิ่งแวดล้อม และการสูญเสียชีวิต API 6A (ISO 10423) มอบกรอบการทำงานที่ชัดเจนสำหรับการระบุอุปกรณ์บนหลุมผลิต และระบบประเภทวัสดุเป็นเครื่องมือหลักในการจับคู่ความสามารถของวัสดุกับสภาพแวดล้อมการบริการ
[แหล่งที่มา] ข้อกำหนด API 6A ฉบับที่ 21 (2018), "ข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์หลุมผลิตและต้นคริสต์มาส" ภาคผนวก F - ข้อกำหนดด้านวัสดุ
คลาสวัสดุ API 6A คืออะไร และครอบคลุมอะไรบ้าง
API 6A กำหนดประเภทวัสดุเจ็ดประเภท - AA, BB, CC, DD, EE, FF และ HH - เรียงลำดับจากความต้านทานการกัดกร่อนและพิกัดอุณหภูมิต่ำสุดถึงสูงสุด คลาส AA ถึง FF ขึ้นอยู่กับเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมต่ำ- โดยมีการควบคุมทางเคมี ความแข็ง และการบำบัดความร้อนที่เข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ คลาส HH มีไว้สำหรับโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนที่มีนิกเกิล-เป็นพื้นฐาน- (CRA) เท่านั้น และแสดงถึงสภาวะการบริการที่รุนแรงที่สุด คำต่อท้าย "L" (เช่นใน "DD-L", "EE-L", "FF-L", "HH-L") หมายถึงการให้บริการที่อุณหภูมิต่ำ-ถึง −46 องศา (−51 องศา F)
|
คลาสวัสดุ |
กลุ่มวัสดุ |
อุณหภูมิสูงสุด |
การใช้งานทั่วไป / สภาพแวดล้อม |
|
เอเอ |
เหล็กกล้าคาร์บอน (ควบคุมขั้นต่ำ S, P) |
-29 องศาถึง +121 องศา |
บ่อทั่วไปที่ไม่เปรี้ยว-และมีแรงดันต่ำ- |
|
BB |
เหล็กกล้าคาร์บอน (เคมีที่เข้มงวดมากขึ้น) |
-29 องศาถึง +121 องศา |
บ่อน้ำไม่-เปรี้ยว แรงดันปานกลาง- |
|
ซีซี |
เหล็กกล้าคาร์บอน / โลหะผสมต่ำ |
-29 องศาถึง +121 องศา |
บริการไม่-เปรี้ยว แรงดันสูง- |
|
วว |
เหล็กกล้าคาร์บอน / โลหะผสมต่ำ + SSC ที่ต้องการ |
-46 องศาถึง +121 องศา |
ก๊าซเปรี้ยวอ่อน H₂S ต่ำ (<3%), CO₂ |
|
ดีดี-ล |
เหล็กกล้าคาร์บอน / โลหะผสมต่ำ (L-ต่อท้าย) |
−46 องศาถึง +121 องศา |
ก๊าซเปรี้ยวอ่อน บริการอุณหภูมิต่ำ- |
|
อี |
เหล็กกล้าคาร์บอน / โลหะผสมต่ำ (ชั้นสูง) |
-29 องศาถึง +180 องศา |
ก๊าซเปรี้ยวปานกลาง อุณหภูมิสูงขึ้น |
|
อี-ล |
เหล็กกล้าคาร์บอน / โลหะผสมต่ำ (L-ต่อท้าย) |
−46 องศาถึง +180 องศา |
ก๊าซเปรี้ยวปานกลาง สภาพแวดล้อมที่เย็น |
|
เอฟเอฟ |
เหล็กกล้าคาร์บอน / โลหะผสมต่ำ + NACE MR0175 |
-29 องศาถึง +180 องศา |
ก๊าซเปรี้ยวรุนแรง, H₂S สูงถึง 10%, ผ่านการรับรอง NACE- |
|
เอฟเอฟ-ล |
เหล็กกล้าคาร์บอน / โลหะผสมต่ำ (L-ต่อท้าย) |
−46 องศาถึง +180 องศา |
ก๊าซเปรี้ยวรุนแรง, สภาพแวดล้อมที่เย็น |
|
ฮฮ |
CRA ที่ใช้นิกเกิล- (Inconel 625, C-276) |
-29 องศาถึง +180 องศา |
ก๊าซเปรี้ยวที่รุนแรงที่สุด, H₂S สูง, Cl⁻ สูง, อุณหภูมิสูง |
|
ฮฮ-ล |
CRA แบบอิงนิกเกิล- (L-ต่อท้าย) |
−46 องศาถึง +180 องศา |
ก๊าซเปรี้ยวที่รุนแรงที่สุด ไครโอเจนิกส์ถึงช่วง 180 องศา |
|
เอ็นเอ็น |
เหล็กกล้าคาร์บอนมาตรฐาน / N&T |
-29 องศาถึง +121 องศา |
บ่อน้ำไม่เปรี้ยว{0}}ทั่วไป (ชื่อเดิม) |
[แหล่งที่มา] API 6A ฉบับที่ 21 ภาคผนวก F ตาราง F.1 - ประเภทวัสดุและเงื่อนไขการบริการ พิกัดอุณหภูมิตามภาคผนวก ฉ; ขีดจำกัดที่แท้จริงขึ้นอยู่กับ PSL และกลุ่มวัสดุเฉพาะ
เมทริกซ์อุณหภูมิ-ทำงานอย่างไร
ประเภทวัสดุจะถูกเลือกโดยการจับคู่เงื่อนไขการบริการกับข้อกำหนดของประเภท ตัวแปรสำคัญสองตัวคือ:
- อุณหภูมิ:อุณหภูมิ: สภาพแวดล้อมและอุณหภูมิของของไหลที่หลุมผลิต
- สิ่งแวดล้อม:ความเข้มข้นของ H₂S (ความดันบางส่วน), ความเข้มข้นของ CO₂ และปริมาณคลอไรด์ (Cl⁻)
เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นหรือความเข้มข้นของ H₂S/CO₂ เพิ่มขึ้น ระดับวัสดุที่ต้องการจะเพิ่มขึ้นจาก AA ไปสู่ HH เมื่ออุณหภูมิสูงเกิน 121 องศา (250 องศา F) เฉพาะ EE, EE-L, FF, FF-L, HH และ HH-L เท่านั้นที่มีสิทธิ์ สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซเปรี้ยวที่รุนแรงที่สุด - โดยเฉพาะที่มีปริมาณคลอไรด์สูงและอุณหภูมิสูงกว่า 150 องศา - โลหะผสมนิกเกิลคลาส HH กลายเป็นตัวเลือกที่ถูกต้องในทางเทคนิคเท่านั้น
[แหล่งที่มา] API 6A ฉบับที่ 21 ภาคผนวก F ข้อ F.2 - ข้อจำกัดเงื่อนไขการบริการสำหรับคลาสวัสดุ
อะไรทำให้สภาพแวดล้อมของก๊าซเปรี้ยวมีความก้าวร้าวมาก?
ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ละลายในน้ำที่ผลิตได้จนเกิดเป็นกรดอ่อน ซึ่งแยกตัวออกเป็นไอออน H⁺ และ HS⁻ อะตอมของ H⁺ กระจายไปเป็นโครงเหล็ก และรวมตัวกันอีกครั้งเป็นก๊าซ H₂ ที่จุดบกพร่องภายใน และสร้างแรงดันภายในขนาดใหญ่ที่ทำให้เกิดการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน- (HIC) และรอยแตกร้าวจากความเครียดซัลไฟด์ (SSC) CO₂ ละลายจนเกิดเป็นกรดคาร์บอนิก (H₂CO₃) ซึ่งโจมตีเหล็กอย่างรุนแรง ทำให้เกิดการทำให้บางลงสม่ำเสมอ เป็นรูพรุน และการกัดกร่อนของกัลวานิกที่ตะเข็บเชื่อม โลหะผสมนิกเกิลต้านทานกลไกเหล่านี้เนื่องจากมีปริมาณ Ni สูง (มากกว่าหรือเท่ากับ 58%) มีภูมิคุ้มกันต่อ SSC และปริมาณ Cr/Mo/W สูงจะทำให้พื้นผิวทนต่อการโจมตีของกรด

|
กลไกความล้มเหลว |
ไดร์เวอร์หลัก |
วัสดุที่ได้รับผลกระทบ |
ข้อดีของโลหะผสมนิกเกิล |
|
การแคร็กความเครียดด้วยซัลไฟด์ (SSC) |
H₂S + ความเค้นดึง + โครงสร้างจุลภาคที่อ่อนแอ |
Carbon/Low Alloy steel >เหล็กแผ่นรีดร้อน 22 |
Ni มากกว่าหรือเท่ากับ 58%=ภูมิคุ้มกันต่อ SSC |
|
ไฮโดรเจน-การแตกตัวแบบเหนี่ยวนำ (HIC) |
H₂S + ความดัน + การเจือปน/โครงสร้างจุลภาค |
เหล็กกล้าคาร์บอนที่มีการรวม MnS |
โครงสร้างออสเทนนิติก=ไม่มี HIC |
|
การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC) |
คลอไรด์ + ความเค้นดึง + อุณหภูมิ |
316L SS at >60 องศาในน้ำทะเล |
Ni มากกว่าหรือเท่ากับ 58%=ภูมิคุ้มกันต่อคลอไรด์ SCC |
|
การกัดกร่อนของรูพรุน |
Cl⁻ + ตัวออกซิไดเซอร์ + อุณหภูมิ |
สแตนเลสทั้งหมดต่ำกว่า CPT |
PREN >48=ไม่มีหลุมในสภาพบ่อน้ำมันส่วนใหญ่ |
|
การโจมตีด้วยกรดสม่ำเสมอ |
H₂SO₄ / HCl / H₂CO₃ |
เหล็กคาร์บอน 316L |
Cr-Mo ทู่=อัตราที่สม่ำเสมอเล็กน้อย |
|
การกัดกร่อนของกัลวานิก |
โลหะที่ไม่เหมือนกัน + อิเล็กโทรไลต์ |
เหล็กกล้าคาร์บอนเมื่อสัมผัสกับ SS |
CRA เลือกสำหรับส่วนประกอบที่เปียกทั้งหมด |
[แหล่งที่มา] NACE MR0175 / ISO 15156-1:2020, Clause 4 - กลไกความล้มเหลวในสภาพแวดล้อมที่มี H₂S Haynes International, "การกัดกร่อนในการผลิตน้ำมันและก๊าซ"
เกณฑ์H₂Sสำหรับการต้องการคลาส HH คืออะไร
ไม่มีเกณฑ์ H₂S เดียวที่ทริกเกอร์คลาส HH ในระดับสากล ประเภทของวัสดุถูกกำหนดโดยผลรวมของความดันย่อย H₂S, ความดันย่อย CO₂, ความเข้มข้นของคลอไรด์, อุณหภูมิ และ- pH ในแหล่งกำเนิด - ตามที่กำหนดใน NACE MR0175 / ISO 15156-3 โดยทั่วไป โลหะผสมนิกเกิลคลาส HH จะถูกระบุเมื่อ: (1) ความดันบางส่วนของ H₂S เกินขีดจำกัดสำหรับวัสดุคลาส FF (2) อุณหภูมิเกิน 150 องศาในบริการเปรี้ยว (3) ความเข้มข้นของคลอไรด์เกิน 50,000 ppm ในบริการเปรี้ยว หรือ (4) สภาพแวดล้อมมีธาตุกำมะถัน (ซึ่งเร่ง SSC แม้ในระดับ H₂S ต่ำ)
API 6A ไม่มีตารางการค้นหาโดยตรงจาก H₂S% ไปยังคลาสวัสดุ วิศวกรกลับใช้วิธี ISO 15156-3 ภาคผนวก A ซึ่งวางแผนการรวมกันของความดันย่อย H₂S, ความดันย่อย CO₂ ความเข้มข้นของคลอไรด์ และ pH ในแหล่งกำเนิดบนแผนภาพความรุนแรงของสิ่งแวดล้อม สำหรับการอ้างอิงการออกแบบ ตารางต่อไปนี้แสดงเงื่อนไขการบริการโดยประมาณซึ่งโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับคลาส HH:
|
พารามิเตอร์ |
สภาพทริกเกอร์คลาส HH โดยทั่วไป |
หมายเหตุ |
|
ความเข้มข้นของ H₂S |
>5% (v/v) ในเฟสแก๊ส |
หรือความดันย่อย H₂S > 0.05 บาร์ |
|
ความเข้มข้นของCO₂ |
>3% (v/v) ในเฟสแก๊ส |
หรือความดันย่อย CO₂ > 0.5 บาร์ |
|
คลอไรด์ (Cl⁻) |
>ปริมาณน้ำที่ผลิตได้ 50,000 ppm |
เร่ง SCC และรูพรุน |
|
อุณหภูมิ |
>150 องศาที่ต้นคริสต์มาสหลุมผลิต |
เกินขีดจำกัดคลาส FF- |
|
ธาตุซัลเฟอร์ (S₀) |
มีอยู่ในของเหลวก่อตัว |
ลดเกณฑ์ SSC ลงอย่างมาก |
|
pH (ใน-แหล่งกำเนิด) |
< 4.0 in aqueous phase |
เพิ่มอัตราการกัดกร่อนของกรดโดยทั่วไป |
|
ระดับความเครียด |
ใกล้-กำลังให้ผลผลิต (เศษเชื่อม + ติด) |
สำคัญสำหรับการเริ่มต้น SSC |
|
ความรุนแรงรวม |
สองหรือมากกว่าใด ๆ ที่สูงกว่าในระดับสูง |
แผนภาพความรุนแรงของ ISO 15156-3 |
[แหล่งที่มา] NACE MR0175 / ISO 15156-3:2020, ภาคผนวก A - ขอบเขตความรุนแรงทางสิ่งแวดล้อม API 6A ฉบับที่ 21 ภาคผนวก F
API 6A ต้องการอะไรสำหรับวัสดุคลาส HH
ข้อกำหนดกลุ่มวัสดุและโลหะผสม
API 6A Class HH กำหนดให้โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนที่มีนิกเกิลเป็นพื้นฐาน- (CRA) กำหนด-ให้เป็นกลุ่มวัสดุหลัก โลหะผสมที่ได้รับการยอมรับและจัดเก็บอย่างกว้างขวางที่สุดคือ Inconel 625 (UNS N06625 / W.Nr. 2.4856) และฮาสเตลลอย C276(UNS N10276 / W.Nr. 2.4819) โลหะผสมทั้งสองต้องเป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะของผลิตภัณฑ์ ASTM ที่เกี่ยวข้อง (ASTM B564 สำหรับการตีขึ้นรูป, B443 สำหรับแผ่น/แผ่น, B622 สำหรับท่อไร้ตะเข็บ, B574 สำหรับแท่ง) และต้องผ่านการรับรองสำหรับการบริการเปรี้ยวตาม NACE MR0175 / ISO 15156-3 ห้ามใช้เหล็กกล้าคาร์บอนและ{11}}โลหะผสมต่ำอย่างชัดเจนสำหรับส่วนประกอบระดับ HH ที่ให้บริการแบบเปรี้ยว
|
ความต้องการ |
อินโคเนล 625 (N06625) |
ฮาสเตลลอย C-276 (N10276) |
มาตรฐาน/วิธีการ |
|
นาที. เนื้อหานิกเกิล |
58–63% |
57% (ยอดคงเหลือ) |
มาตรฐาน ASTM B443 / B564 |
|
นาที. โครเมียม |
20.0% |
14.5% |
มาตรฐาน ASTM B443 / B564 |
|
นาที. โมลิบดีนัม |
8.0% |
15.0% |
มาตรฐาน ASTM B443 / B564 |
|
สูงสุด คาร์บอน (น้อยกว่าหรือเท่ากับ) |
0.10% (Gr1), 0.15% (Gr2) |
0.01% |
มาตรฐาน ASTM B443 / B564 |
|
สูงสุด ซิลิคอน (น้อยกว่าหรือเท่ากับ) |
0.50% |
0.08% |
มาตรฐาน ASTM B443 / B564 |
|
PREN (คำนวณ) |
µ42 (Cr + 3.3×Mo + 16×N) |
µ48–52 (รวม W) |
มาตรฐาน ASTM G48 |
|
สูงสุด ความแข็ง |
HRC 40 (การตีขึ้นรูป) |
HRC 40 (การตีขึ้นรูป) |
มาตรฐาน ASTM E18 |
|
คุณสมบัติการบริการเปรี้ยว |
ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO 15156-3 |
ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO 15156-3 |
NACE MR0175 / ISO 15156-3 |
|
แรงกระแทกแบบชาร์ปี (นาที) |
54 J ที่ RT (แนวขวาง) |
54 J ที่ RT (แนวขวาง) |
มาตรฐาน ASTM E23 |
|
การหลอมสารละลาย |
1,093–1171 องศา , WQ หรือ AC |
ค.ศ. 1121–1171 องศา WQ |
มาตรฐาน ASTM B443 / B564 |
|
การตรวจสอบ PMI |
บังคับ (XRF) |
บังคับ (XRF) |
ข้อกำหนด API 6A PSL3 |
[แหล่งที่มา] ASTM B443-22 (Inconel 625 แผ่น/แผ่น), B564-22 (การตีโลหะผสมนิกเกิล), B574-22 (แท่งโลหะผสมนิกเกิล), B622-22 (ท่อไร้รอยต่อ); NACE MR0175 / ISO 15156-3:2020.
พิกัดอุณหภูมิ: HH กับ HH-L
คลาส HH: พิกัดอุณหภูมิมาตรฐานตั้งแต่ −29 องศาถึง +180 องศา (พิกัดสูงสุดใน API 6A)
คลาส HH-L: ขยายพิกัดอุณหภูมิต่ำ-จาก −46 องศาเป็น +180 องศา จำเป็นสำหรับการใช้งานใต้ทะเลอาร์กติกและนอกชายฝั่งที่อุณหภูมิโดยรอบลดลงต่ำกว่า −29 องศา คำต่อท้าย "L" กำหนดข้อกำหนดในการทดสอบแรงกระแทกเพิ่มเติม (รอยบาก Charpy V- ที่ −46 องศา แนวขวางขั้นต่ำ 54 J) และอาจต้องมีการอบชุบด้วยความร้อนเป็นพิเศษเพื่อให้ได้ความเหนียวที่ต้องการที่อุณหภูมิแช่แข็ง ในขณะที่ยังคงความต้านทานการกัดกร่อนที่ปลายด้านบนของช่วง
|
ระดับ |
อุณหภูมิ นาที |
อุณหภูมิ สูงสุด |
การทดสอบแรงกระแทกชั่วคราว-ต่ำ |
กรณีการใช้งานทั่วไป |
|
ฮฮ |
−29 องศา (-20 องศา F) |
+180 องศา (356 องศา F) |
54 J ที่ RT (แนวขวาง) |
ก๊าซเปรี้ยวบนบก -บ่ออุณหภูมิสูง |
|
ฮฮ-ล |
−46 องศา (-51 องศา F) |
+180 องศา (356 องศา F) |
54 J ที่ −46 องศา (แนวขวาง) |
ต้นคริสต์มาสบนชายฝั่งอาร์กติก และใต้ทะเลนอกชายฝั่ง |
[แหล่งที่มา] API 6A ฉบับที่ 21 ภาคผนวก F ข้อ F.4 - ต่ำ- การจัดระดับบริการอุณหภูมิ
โลหะผสมนิกเกิลชนิดใดที่มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับ API 6A Class HH

Inconel 625 กับ Hastelloy C-276: คุณควรเลือกอันไหน
ทั้ง Inconel 625 (UNS N06625) และ Hastelloy C-276 (UNS N10276) ผ่านการรับรอง API 6A Class HH และเป็นไปตามมาตรฐาน NACE MR0175 / ISO 15156-3 Inconel 625 เป็นตัวเลือกเริ่มต้นสำหรับการใช้งานหลุมผลิต API 6A และต้นคริสต์มาสส่วนใหญ่ เนื่องจากความสามารถในการผลิตที่เหนือกว่า ประวัติผลงานที่เป็นที่ยอมรับ และความแข็งแกร่งที่ยอดเยี่ยมที่อุณหภูมิสูง (สูงถึง 980 องศา )
แนะนำให้ใช้ Hastelloy C276 เมื่อสภาพแวดล้อมประกอบด้วยกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น (HCl) คลอไรด์สูงที่อุณหภูมิสูง หรือสภาวะที่เป็นธาตุซัลเฟอร์ - โดยที่ปริมาณโมลิบดีนัมของ Inconel 625 (8–10%) ไม่เพียงพอ และ Mo+W ที่สูงขึ้นของ C-276 (สูงถึง 19.5%) ให้ความต้านทานเพิ่มเติม JN Alloy จำหน่ายทั้งโลหะผสมและสามารถจัดหาการตีขึ้นรูป ท่อ และข้อต่อตามมาตรฐาน API 6A เต็มรูปแบบ
|
คุณสมบัติ |
อินโคเนล 625 (N06625) |
ฮาสเตลลอย C-276 (N10276) |
ผู้ชนะสำหรับ HH |
|
นิ/Cr/โม |
58-63% / 20-23% / 8-10% |
57% / 14.5-16.5% / 15-17% |
625: Cr สูงกว่า; 276: Mo+W สูงขึ้น |
|
เพรน |
µ42 (Cr + 3.3×Mo + 16×N) |
µ48–52 (รวม W) |
C-276: PREN สูงกว่า |
|
สูงสุด อุณหภูมิบริการ |
ต่อเนื่อง 980 องศา |
ต่อเนื่อง 900 องศา |
625: อุณหภูมิสูงขึ้นเล็กน้อย |
|
ความต้านทานต่อ HCl |
ดี (<15% at RT) |
ดีเยี่ยม (ทุกความเข้มข้น) |
C-276 |
|
ความต้านทานของH₂SO₄ |
ดี (<50% at 80°C) |
ยอดเยี่ยม (<80% at 80°C) |
C-276 |
|
ภูมิคุ้มกันคลอไรด์ SCC |
ใช่ ในทุกช่วงเวลา |
ใช่ ในทุกช่วงเวลา |
ผูก |
|
ความสามารถในการเชื่อม |
ดีเยี่ยม (ERNiCrMo-3) |
ดีมาก (ERNiCrMo-4) |
625 (เชื่อมง่ายกว่า) |
|
การใช้หลุมผลิต API 6A |
พบมากที่สุด; ตัวเลือกเริ่มต้น |
ใช้สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่สุด |
625 (ค่าเริ่มต้น) |
|
ค่าใช้จ่าย |
ปานกลาง (พื้นฐานสำหรับ HH) |
สูง (พรีเมียมสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง) |
625 (ความได้เปรียบด้านต้นทุน) |
|
ความพร้อมของสต็อก |
สต็อกไว้อย่างกว้างขวาง (จาน ท่อ บาร์) |
มีอยู่แต่พบได้น้อย |
625 (ได้เปรียบหุ้น) |
[ที่มา] เอกสารข้อมูล Haynes International Inconel 625; เอกสารข้อมูลของ Haynes International Hastelloy C-276; ข้อมูลทางเทคนิคของบริษัท สเปเชียล เมทัลส์ คอร์ปอเรชั่น PREN คำนวณตามวิธี NACE TM0177 / ASTM G48
เหตุใดปริมาณนิกเกิลที่สูงกว่า 58% จึงมีความสำคัญต่อก๊าซเปรี้ยว
ปริมาณนิกเกิลมากกว่าหรือเท่ากับ 58% (Inconel 625) และมากกว่าหรือเท่ากับ 57% (Hastelloy C-276) ไม่ใช่อุบัติเหตุ - แต่เป็นพื้นฐานเชิงโครงสร้างของภูมิคุ้มกัน SSC ในโลหะผสมนิกเกิลออสเทนนิติก โครงสร้างผลึก FCC (ลูกบาศก์ที่ใบหน้าเป็นศูนย์กลาง) มีการแพร่กระจายของไฮโดรเจนต่ำกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน BCC มาก ซึ่งหมายความว่าอะตอมของไฮโดรเจนสามารถทะลุผ่านโครงตาข่ายได้น้อยลง นอกจากนี้ นิกเกิลจะรวมตัวไฮโดรเจนที่เพิ่งเกิดใหม่อีกครั้งที่พื้นผิวก่อนที่จะแพร่กระจายเข้าไปด้านใน เหล็กกล้าคาร์บอน (Ni < 0.5%) และแม้แต่เหล็กสเตนเลสออสเทนนิติกมาตรฐาน (Ni 8–12%) ก็ไม่สามารถให้การปกป้องนี้ได้ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ว่าทำไมเหล็กเหล่านี้จึงถูกจำกัดไว้ที่คลาส DD หรือ FF ในด้านบริการที่มีรสเปรี้ยวมากที่สุด
PSL 1, PSL 2 และ PSL 3 ส่งผลต่อข้อกำหนดด้านวัสดุอย่างไร
PSL (ระดับข้อกำหนดผลิตภัณฑ์) กำหนดข้อกำหนดด้านเอกสาร การตรวจสอบ การทดสอบ และการตรวจสอบย้อนกลับ - ไม่ใช่ตัววัสดุเอง คลาส HH ใช้โดยไม่คำนึงถึง PSL; อย่างไรก็ตาม PSL 3 (จำเป็นสำหรับบริการเปรี้ยวตาม API 6A) กำหนดข้อกำหนดเพิ่มเติมในการตรวจสอบวัสดุที่ส่งผลโดยตรงต่อวิธีการระบุและยอมรับส่วนประกอบโลหะผสมนิกเกิล สำหรับคลาส HH ในบริการเปรี้ยว PSL 3 เป็นที่ต้องการอย่างมีประสิทธิภาพโดยผู้ปฏิบัติงานและหน่วยงานกำกับดูแลส่วนใหญ่ทั่วโลก
|
ความต้องการ |
พีเอสแอล 1 |
พีเอสแอล 2 |
PSL 3 (จำเป็นสำหรับบริการ HH Sour) |
|
การตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุ |
จำนวนความร้อนต่อล็อต |
การตรวจสอบย้อนกลับด้วยความร้อนต่อส่วนประกอบ |
การตรวจสอบย้อนกลับแบทช์ความร้อน + ล็อต + การบำบัดความร้อน |
|
การวิเคราะห์ทางเคมี |
รายงานการวิเคราะห์นักแสดงแล้ว |
รายงานการวิเคราะห์นักแสดง + ผลิตภัณฑ์ |
นักแสดง + การวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ + การตรวจสอบ PMI |
|
การทดสอบทางกล |
แรงดึง+ความแข็งต่อล็อต |
แรงดึง + ความแข็ง + แรงกระแทกต่อล็อต |
แรงดึง + ความแข็ง + แรงกระแทก + การทดสอบ SSC (NACE TM0177) |
|
การทดสอบอุทกสถิต |
ที่จำเป็น |
ที่จำเป็น |
จำเป็น + เอกสาร |
|
ภาพและมิติ |
ที่จำเป็น |
ที่จำเป็น |
จำเป็น + NDE (MPI / DPI, UT) |
|
คุณสมบัติการบริการเปรี้ยว |
ไม่จำเป็น |
อาจจะระบุ |
บังคับสำหรับ HH ในบริการ H₂S |
|
รายงานการทดสอบโรงสี |
TH 10204 2.2 หรือ 3.1 |
TH 10204 3.1 |
เอกสารข้อมูลวัสดุ EN 10204 3.1 + |
|
การตรวจสอบบุคคลที่สาม- |
ไม่จำเป็น |
ไม่จำเป็น |
โดยปกติแล้วผู้ปฏิบัติงานต้องการ |
|
ผลกระทบต่ออุณหภูมิต่ำ-สำหรับ HH- L |
ไม่จำเป็น |
ไม่จำเป็น |
54 J ตามขวางที่ −46 องศา |
[แหล่งที่มา] API 6A ฉบับที่ 21 ข้อ 7 - ข้อกำหนดการตรวจสอบและการตรวจสอบโดย PSL การทดสอบโลหะ NACE TM0177-2016 - SSC
วิธีระบุวัสดุ HH คลาส API 6A: รายการตรวจสอบการจัดซื้อจัดจ้าง
|
สนาม ป.ล |
รายการที่จำเป็นสำหรับคลาส HH |
ตัวอย่าง |
|
มาตรฐานการปกครอง |
ข้อมูลจำเพาะ API 6A + ISO 10423 |
API 6A ฉบับที่ 21 (2018) |
|
คลาสวัสดุ |
HH หรือ HH-L |
ฮฮ-ล |
|
พีเอสแอล |
PSL 3 (บริการเปรี้ยว) |
พีเอสแอล 3 |
|
โลหะผสม / UNS |
อินโคเนล 625 / N06625; หรือฮาสเตลลอย C-276 / N10276 |
อินโคเนล 625 UNS N06625 |
|
แบบฟอร์มสินค้า |
การตีขึ้นรูป / แผ่น / ท่อไร้ตะเข็บ / บาร์ |
ASTM B564 การตีขึ้นรูป NPS 4–12 |
|
เกรด ASTM |
Gr 1 (ต่ำ-C) หรือ Gr 2 (มาตรฐาน) |
ASTM B443 ชั้น 1 |
|
คุณภาพการบริการเปรี้ยว |
การอ้างอิง ISO 15156-3 |
เป็นไปตามมาตรฐาน ISO 15156-3:2020 |
|
ความแข็งสูงสุด |
เหล็กแผ่นรีดร้อน 40 |
เหล็กแผ่นรีดร้อนสูงสุด 40 |
|
ความต้องการผลกระทบ |
54 J ตามขวางที่ RT (HH) หรือ −46 องศา (HH-L) |
54 J ที่แนวขวาง −46 องศา |
|
รายงานการทดสอบโรงสี |
TH 10204 3.1 |
ภาษาไทย 10204 3.1 TC |
|
การตรวจสอบ PMI |
บังคับ XRF |
PMI 100% เมื่อได้รับ |
|
ข้อกำหนดพิเศษ |
การทดสอบ NACE TM0177 SSC, UWQA |
ต้องใช้วิธี A ของ NACE TM0177 |
[แหล่งที่มา] API 6A ฉบับที่ 21 ภาคผนวก F และข้อ 7; NACE MR0175 / ISO 15156-3:2020; EN 10204:2004 ผลิตภัณฑ์โลหะ - ประเภทของเอกสารการตรวจสอบ
วิธีตรวจสอบวัสดุของคลาส HH ในใบเสร็จรับเงิน
เมื่อได้รับวัสดุแล้ว ให้ทำตามขั้นตอนการตรวจสอบต่อไปนี้ก่อนส่งไปยังศูนย์บริการเสมอ:
ขั้นตอนที่ 1 - PMI:การระบุวัสดุที่เป็นบวก (PMI): ใช้เครื่องวิเคราะห์ XRF แบบพกพาเพื่อตรวจสอบปริมาณ Ni, Cr, Mo และ W เทียบกับช่วงข้อกำหนด C-276 หรือ 625
ขั้นตอนที่ 2 - การตรวจสอบ MTC:MTC (ใบรับรองการทดสอบโรงสี): ตรวจสอบหมายเลขความร้อน การวิเคราะห์ทางเคมี คุณสมบัติทางกล (แรงดึง ผลผลิต การยืดตัว ความแข็ง) และสภาวะการบำบัดความร้อน
ขั้นตอนที่ 3 - การทดสอบแรงกระแทก:รายงานการทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปี: ยืนยันว่าพลังงานกระแทกตรงกับ 54 จูล (ขวาง) ที่อุณหภูมิที่ต้องการ (RT สำหรับ HH, −46 องศาสำหรับ HH-L)
ขั้นตอนที่ 4 - คุณสมบัติการบริการที่เปรี้ยว:ใบรับรอง NACE MR0175 / ISO 15156-3: ยืนยันเอกสารคุณสมบัติของซัพพลายเออร์วัสดุ
ขั้นตอนที่ 5 - ภาพและมิติ:การตรวจสอบด้วยสายตา: ตรวจสอบข้อบกพร่องที่พื้นผิว -ขนาดเครื่องจักรที่ไม่ถูกต้อง และเครื่องหมายที่ถูกต้อง
ขั้นตอนที่ 6 - NDE:การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UT) หรือการตรวจสอบอนุภาคแม่เหล็ก (MPI) บนรอยเชื่อมที่สำคัญ
อุปกรณ์โลหะผสมนิกเกิลคลาส HH ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซที่ไหน
การใช้งานทั่วไปสำหรับอุปกรณ์ API 6A Class HH
อุปกรณ์โลหะผสมนิกเกิลคลาส HH API 6A ได้รับการระบุไว้สำหรับการใช้งานใต้พื้นผิวและพื้นผิวที่มีความต้องการมากที่สุด ซึ่งเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมต่ำ-จะเสียหายภายในไม่กี่เดือน พื้นที่การใช้งานหลัก ได้แก่ บ่อน้ำก๊าซเปรี้ยวลึก อ่างเก็บน้ำอุณหภูมิสูง-ความดันสูง- (HPHT) แท่นขุดเจาะนอกชายฝั่งที่มีน้ำที่ผลิต-คลอไรด์สูง และโครงการ EOR ความร้อน (การนำน้ำมันกลับมาใช้ใหม่) ด้วยการฉีดน้ำเกลือร้อน
|
แอปพลิเคชัน |
สภาพแวดล้อมการบริการ |
เหตุใดจึงต้องมีคลาส HH |
|
วาล์วต้นคริสต์มาส (ต้นคริสต์มาส) |
H₂S 5–15%, CO₂ 5–20%, Cl⁻ >50,000 ppm, 120–180 องศา |
H₂S สูง + อุณหภูมิ + คลอไรด์=คลาส FF ไม่เพียงพอ |
|
ตัวเชื่อมต่อและไม้แขวนหลุมผลิต |
ก๊าซเปรี้ยว HPHT ใกล้-ทำให้เกิดระดับความเครียด การโหลดแบบไซคลิก |
ความเสี่ยง SSC ที่ความเครียดสูง + H₂S ต้องใช้ Nickel CRA |
|
หัวท่อและไม้แขวนเสื้อ |
น้ำที่ผลิตร้อนด้วย H₂S + CO₂ + Cl⁻ |
กัลวานิก + การโจมตีด้วยกรด + SSC ในองค์ประกอบเดียวกัน |
|
ถั่วโชคและถั่วไหล |
การไหลที่มีการกัดกร่อนด้วยความเร็วสูง- ก๊าซเปรี้ยว + ทราย |
การกัดเซาะ + การกัดกร่อน + SCC ในองค์ประกอบเดียว |
|
ตัววาล์วนิรภัย (SCSSV) |
ใต้ผิวดิน, H₂S + อุณหภูมิสูง, วงจรแรงดัน |
ความเสี่ยง SSC + ความล้าจากความร้อนในสภาพใต้ผิวดิน |
|
Surface Flow Lines (สำหรับร้านต้นคริสต์มาส) |
ก๊าซเปรี้ยว+ธาตุกำมะถัน อุณหภูมิสูง |
Elemental S ลดเกณฑ์ SSC ลงอย่างมาก |
|
ต้นคริสต์มาสแพลตฟอร์มนอกชายฝั่งอาร์กติก |
ก๊าซเปรี้ยว H₂S + สภาพแวดล้อม −46 องศา |
HH-ลิตรที่ต้องการ: ความเหนียวจากการแช่แข็ง + ความต้านทานต่อก๊าซเปรี้ยว |
|
สายฉีด EOR ความร้อน |
น้ำเกลือร้อน (150–180 องศา ) + H₂S + CO₂ |
น้ำเกลือเปรี้ยวอุณหภูมิสูง-เกินขีดจำกัดอุณหภูมิระดับ FF- |
[ที่มา] รวบรวมจากข้อกำหนดโครงการของผู้ดำเนินการ ข้อมูลอ้างอิงการใช้งานน้ำมันและก๊าซของ Haynes International NACE International Publication 34100 - การทบทวนประสบการณ์ภาคสนามของ H₂S
คำถามที่พบบ่อย
ไม่ API 6A Class HH ต้องการวัสดุ CRA ที่ทำจากนิกเกิล-อย่างชัดเจน แม้ว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316L (UNS S31603) มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีในหลายสภาพแวดล้อม แต่ปริมาณนิกเกิล (10–14%) นั้นไม่เพียงพอที่จะให้ภูมิคุ้มกันต่อการแตกร้าวจากความเครียดซัลไฟด์ในบริการที่ประกอบด้วย H₂S- ค่า PREN ที่ประมาณ 24 นั้นต่ำกว่าเกณฑ์ที่จำเป็นสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซเปรี้ยวรุนแรงมาก เฉพาะโลหะผสมที่ตรงตามปริมาณนิกเกิลและข้อกำหนด PREN ของ Inconel 625 (UNS N06625) หรือ Hastelloy C-276 (UNS N10276) - และมีคุณสมบัติตาม NACE MR0175 / ISO 15156-3 - เท่านั้นที่ยอมรับสำหรับคลาส HH
คำถามที่ 2: คลาส FF และคลาส HH แตกต่างกันอย่างไร
ทั้ง FF และ HH มีช่วงอุณหภูมิเท่ากัน (-29 องศาถึง +180 องศา ) แต่ทั้งสองใช้วัสดุที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน คลาส FF ใช้เหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมต่ำ- (สเตนเลสมาร์เทนซิติกสูงถึง 13Cr) ที่ผ่านการรับรองตาม NACE MR0175 / ISO 15156-3 โดยจำกัดความแข็งไว้ที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 22 HRC เพื่อลดความไวต่อ SSC คลาส HH ใช้ CRA ที่เป็นนิกเกิล- (Inconel 625 หรือ Hastelloy C-276) ซึ่งมีภูมิคุ้มกันต่อ SSC โดยธรรมชาติโดยไม่คำนึงถึงความแข็ง HH ถูกเลือกเมื่อวัสดุประเภท FF ไม่สามารถตอบสนองความต้องการอัตราการกัดกร่อน รูพรุน หรืออุณหภูมิของสภาพแวดล้อมการบริการได้
คำถามที่ 3: เมื่อใดจึงจะมีการระบุคลาส HH-L แทนที่จะเป็นคลาส HH
คลาส HH-L จะถูกระบุเมื่ออุณหภูมิการทำงานต่ำสุดต่ำกว่า −29 องศา (-20 องศา F) สิ่งนี้เกิดขึ้นในแหล่งก๊าซบนชายฝั่งอาร์กติก และระบบหลุมผลิตใต้ทะเลนอกชายฝั่ง ที่อุณหภูมิน้ำทะเลโดยรอบอาจลดลงถึง -46 องศาหรือต่ำกว่า ส่วนต่อท้าย L- จำเป็นต้องมีการทดสอบการกระแทกแบบรอยบากแบบ Charpy V- เพิ่มเติมที่ −46 องศา (แนวขวางขั้นต่ำ 54 J) เพื่อแสดงให้เห็นว่าโลหะผสมนิกเกิลยังคงมีความเหนียวเพียงพอที่อุณหภูมิแช่แข็งโดยไม่เกิดการเปราะ ขีดจำกัดอุณหภูมิด้านบน (+180 องศา ) ยังคงเหมือนเดิมกับคลาส HH มาตรฐาน
คำถามที่ 4: Class HH ต้องใช้ความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT)- หรือไม่
ในกรณีส่วนใหญ่ NO ทั้ง Inconel 625 และ Hastelloy C-276 ใช้ในสภาพ-การเชื่อมหรือสารละลาย-อบอ่อนสำหรับแอปพลิเคชันหลุมผลิต API 6A ปริมาณคาร์บอนและซิลิกอนต่ำเป็นพิเศษ-ป้องกันการตกตะกอนของคาร์ไบด์ในบริเวณที่ได้รับความร้อนจากการเชื่อม- (HAZ) ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีการอบอ่อนสารละลายหลังการเชื่อม อย่างไรก็ตาม สำหรับบริการที่รุนแรงที่สุด (HCl เข้มข้น ธาตุกำมะถัน หรืออุณหภูมิสูงกว่า 150 องศาในน้ำเกลือเปรี้ยว) แนะนำให้อบสารละลายที่ 1,093–1,171 องศา ตามด้วยการดับน้ำอย่างรวดเร็ว เพื่อคืนความต้านทานการกัดกร่อนสูงสุด ควรหลีกเลี่ยง PWHT (การรักษาความร้อนหลังการเชื่อมที่อุณหภูมิต่ำ) เนื่องจากไม่ปรับปรุงและอาจลดความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมเหล่านี้
คำถามที่ 5: ระยะเวลารอคอยโดยทั่วไปสำหรับส่วนประกอบหลุมผลิต API 6A Class HH Inconel 625 คือเท่าใด
การตีขึ้นรูป API 6A Class HH Inconel 625 สำหรับตัวหลุมผลิตและฝากระโปรง โดยทั่วไปจะใช้เวลา 16-26 สัปดาห์นับจากการยืนยันคำสั่งซื้อจนถึงการส่งมอบ เนื่องจากส่วนใหญ่ผลิตโดยโรงหล่อและโรงหลอมที่เชี่ยวชาญซึ่งมีใบอนุญาต API 6A monogram (ระบบการจัดการคุณภาพ API 6A Q1) สินค้าในสต๊อก เช่น แผ่น Inconel 625 แท่ง และท่อไร้ตะเข็บ (ASTM B443/B574/B622) อาจพร้อมจำหน่ายจากผู้จัดจำหน่ายภายใน 4-10 สัปดาห์ JN Alloy เก็บรักษารายการแผ่น แท่ง และท่อ Inconel 625 และ Hastelloy C-276 ไว้เพื่อให้สามารถตอบสนองต่อข้อซักถามได้อย่างรวดเร็ว สำหรับความต้องการเร่งด่วน โปรดติดต่อ jnalloy123@gmail.com เพื่อแจ้ง RFQ เฉพาะของคุณ รวมถึงขนาด ปริมาณ ระดับความดัน และปลายทางในการจัดส่ง
คำถามที่ 6: JN Alloy จะตรวจสอบได้อย่างไรว่าวัสดุคลาส HH ตรงตามข้อกำหนด API 6A และ NACE MR0175
JN Alloy จัดหาวัสดุโลหะผสมนิกเกิลคลาส HH พร้อมด้วยเอกสารการปฏิบัติตามข้อกำหนด API 6A และ ISO 15156-3 ฉบับเต็ม การจัดส่งทุกครั้งประกอบด้วย: (1) EN 10204 3.1 ใบรับรองการทดสอบโรงงานพร้อมเคมีความร้อน ผลการทดสอบทางกล และบันทึกการรักษาความร้อน; (2) จดหมายรับรองวัสดุ NACE MR0175 / ISO 15156-3 จากโรงงาน; (3) หมายเลขใบอนุญาต monogram API 6A Q1 (สำหรับส่วนประกอบสำเร็จรูป); (4) ผลการทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปีที่อุณหภูมิที่กำหนด (5) รายงานการทดสอบ PMI ที่เป็นตัวเลือกและใบรับรองการตรวจสอบของบุคคลที่สาม (API 6A PSL 3) เมื่อได้รับแล้ว ผู้ซื้อควรดำเนินการตรวจสอบ PMI อิสระโดยใช้เครื่องวิเคราะห์ XRF แบบพกพาที่สอบเทียบแล้ว เพื่อยืนยันว่าปริมาณ Ni, Cr, Mo และ W ตรงกับข้อกำหนดของวัสดุก่อนปล่อยวัสดุไปสู่การผลิต


