CO2 Tiub Tahan Kakisan dan Paip Selongsong

pengenalan

Dalam industri minyak dan gas, karbon dioksida (CO2) kakisan adalah kebimbangan yang ketara, terutamanya dalam persekitaran di mana CO2 hadir dalam kepekatan tinggi. kakisan CO2, juga dikenali sebagai kakisan manis, berlaku apabila karbon dioksida larut dalam air, membentuk asid karbonik (H2CO3), yang boleh menyerang bahan keluli secara agresif, membawa kepada pitting, kakisan seragam, dan akhirnya, kegagalan paip tiub dan selongsong. Jenis kakisan ini amat lazim di Takungan yang kaya dengan CO2, pemulihan minyak dipertingkatkan (EOR) operasi, dan telaga gas.

Untuk memerangi kakisan CO2, industri telah membangunkan khusus tiub tahan kakisan CO2 dan paip selongsong. Paip ini direka bentuk untuk menahan keadaan keras persekitaran yang kaya dengan CO2, memastikan integriti lubang telaga dan mencegah kegagalan yang mahal. Dalam artikel ini, kami akan meneroka hartanah, bahan, dan teknologi yang digunakan dalam tiub tahan kakisan CO2 dan paip selongsong, serta faktor-faktor yang mempengaruhi prestasi mereka.

 

Spesifikasi API SPEC 5CT untuk selongsong dan tiub

ANSI/NACE TM0177 Ujian makmal logam untuk rintangan kepada keretakan tegasan sulfida dan keretakan kakisan tegasan dalam persekitaran H2S.

ISO 15156 Industri petroleum dan gas asli-bahan untuk digunakan dalam H2S yang mengandungi persekitaran dalam pengeluaran minyak dan gas.

ISO 13680 Industri petroleum dan gas asli tiub lancar kalis kakisan untuk digunakan sebagai selongsong , syarat penghantaran teknikal stok tiub dan gandingan edisi ketiga.

 

 

C:Produk Bukan API juga boleh berunding dengan pelanggan mengenai data teknikal.

 

 

---

Jadual Kandungan

1. Memahami Hakisan CO2
2. Bahan untuk Ketahanan Kakisan CO2
   • 2.1 Keluli karbon
   • 2.2 Keluli Aloi Rendah
   • 2.3 Aloi Tahan Kakisan (CRA)
   • 2.4 Paip Bersalut dan Berbaris
3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Hakisan CO2
   • 3.1 CO2 Tekanan Separa
   • 3.2 Suhu
   • 3.3 Kandungan Air
   • 3.4 Tahap pH
4. Pengujian dan Penilaian Ketahanan Kakisan CO2
   • 4.1 Ujian Autoklaf
   • 4.2 Ujian Elektrokimia
   • 4.3 Pengujian Lapangan
5. Aplikasi Tiub dan Selongsong Tahan Kakisan CO2
6. Soalan Lazim (Soalan Lazim)
7. Kesimpulan

---

Memahami Hakisan CO2 {#pemahaman-co2-karat}

kakisan CO2 berlaku apabila karbon dioksida larut dalam air, membentuk asid karbonik. Asid ini bertindak balas dengan besi dalam keluli untuk membentuk besi karbonat (FeCO3), yang boleh membentuk lapisan pelindung atau, dalam keadaan tertentu, membawa kepada kakisan yang agresif. Keterukan kakisan CO2 bergantung kepada beberapa faktor, termasuk tekanan separa CO2, suhu, kandungan air, dan tahap pH.

Tindak balas umum untuk kakisan CO2 dalam keluli adalah seperti berikut:

Pembentukan besi karbonat kadangkala boleh bertindak sebagai lapisan pelindung, melambatkan proses kakisan. Walau bagaimanapun, dalam persekitaran berkelajuan tinggi atau di mana lapisan pelindung tidak stabil, kadar kakisan boleh meningkat dengan ketara, membawa kepada sumuran, hakisan, atau kakisan seragam.

---

Bahan untuk Ketahanan Kakisan CO2 {#bahan-untuk-co2-tahan kakisan}

Memilih bahan yang sesuai untuk tiub dan selongsong tahan kakisan CO2 adalah penting untuk memastikan jangka hayat dan keselamatan telaga minyak dan gas. Beberapa bahan biasa digunakan, masing-masing mempunyai kelebihan dan batasan tersendiri.

2.1 Keluli karbon {#keluli karbon}

Keluli karbon adalah bahan yang paling biasa digunakan untuk tiub dan selongsong dalam industri minyak dan gas kerana kos dan ketersediaannya yang rendah. Walau bagaimanapun, keluli karbon sangat terdedah kepada kakisan CO2, terutamanya dalam persekitaran yang mempunyai tekanan separa CO2 dan kandungan air yang tinggi. Untuk mengurangkan kakisan CO2 dalam keluli karbon, pengendali sering menggunakan perencat kakisan, salutan, atau perlindungan katodik.

Manakala keluli karbon boleh digunakan dalam persekitaran CO2 dengan langkah perlindungan yang betul, ia biasanya tidak disyorkan untuk kepekatan CO2 yang tinggi atau aplikasi suhu tinggi, di mana lebih banyak bahan tahan diperlukan.

2.2 Keluli Aloi Rendah {#keluli aloi rendah}

Keluli aloi rendah mengandungi sejumlah kecil unsur pengaloian seperti kromium, molibdenum yang kaya, atau nikel, yang meningkatkan ketahanannya terhadap kakisan CO2. Bahan ini menawarkan prestasi yang lebih baik daripada keluli karbon dalam persekitaran CO2 sederhana tetapi mungkin masih memerlukan penggunaan perencat atau salutan kakisan untuk meningkatkan ketahanannya.

Keluli aloi rendah sering digunakan dalam telaga sederhana kedalaman atau telaga gas di mana kepekatan CO2 tidak terlalu tinggi.

2.3 Aloi Tahan Kakisan (CRA) {#aloi tahan karat}

Aloi tahan kakisan (CRA) adalah bahan yang direka khas yang menawarkan ketahanan yang unggul terhadap kakisan CO2. Aloi ini biasanya mengandungi tahap tinggi kromium, nikel, dan molibdenum yang kaya, yang memberikan rintangan yang sangat baik kepada kedua-dua CO2 dan hidrogen sulfida (H2S) kakisan.

CRA biasa yang digunakan dalam persekitaran yang kaya dengan CO2 termasuk:

• 13TK (Keluli Tahan Karat Martensit): Mengandungi lebih kurang 13% kromium dan menawarkan rintangan yang baik terhadap kakisan CO2 dalam suhu rendah hingga sederhana. Ia digunakan secara meluas dalam Telaga gas yang kaya dengan CO2 dan operasi EOR.
• Super 13Cr: Versi 13Cr yang dipertingkatkan dengan rintangan kakisan yang lebih baik pada suhu yang lebih tinggi dan tekanan separa CO2.
• Duplex keluli tahan karat: Menggabungkan sifat keluli tahan karat austenit dan ferit, menawarkan rintangan yang sangat baik terhadap kakisan CO2 dan kekuatan mekanikal yang tinggi.
• Aloi Berasaskan Nikel (cth., Inconel, Hastelloy): Aloi ini memberikan tahap rintangan kakisan tertinggi dan digunakan dalam persekitaran CO2 yang paling teruk, termasuk telaga suhu tinggi dan tekanan tinggi.

Walaupun CRA menawarkan rintangan kakisan yang sangat baik, ia jauh lebih mahal daripada keluli karbon atau keluli aloi rendah, menjadikannya sesuai untuk persekitaran yang berisiko tinggi di mana kegagalan akan menjadi malapetaka.

2.4 Paip Bersalut dan Berbaris {#paip bersalut dan berlapik}

Paip bersalut dan berlapik menggabungkan keberkesanan kos keluli karbon dengan rintangan kakisan CRA. Dalam paip ini, lapisan nipis bahan CRA diikat pada permukaan dalam a paip keluli karbon, menyediakan rintangan kakisan yang sangat baik pada kos yang lebih rendah daripada menggunakan paip CRA pepejal.

• Paip Berpakaian: Lapisan CRA diikat secara metalurgi pada paip keluli karbon, menyediakan permukaan tahan kakisan yang kuat dan tahan lama.
• Paip Bergaris: Lapisan CRA diikat secara mekanikal pada paip keluli karbon, menawarkan rintangan kakisan tanpa memerlukan ikatan metalurgi.

Paip bersalut dan bergaris biasanya digunakan dalam Persekitaran yang kaya dengan CO2 di mana kos adalah kebimbangan, tetapi rintangan kakisan masih kritikal.

---

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Hakisan CO2 {#faktor-mempengaruhi-co2-karat}

Beberapa faktor mempengaruhi kadar dan keterukan kakisan CO2 dalam tiub dan paip selongsong. Memahami faktor ini adalah penting untuk memilih bahan yang betul dan melaksanakan strategi pencegahan kakisan yang berkesan.

3.1 CO2 Tekanan Separa {#tekanan separa co2}

yang tekanan separa CO2 adalah faktor utama dalam menentukan keterukan kakisan CO2. Tekanan separa CO2 yang lebih tinggi mengakibatkan lebih banyak CO2 larut dalam air, membawa kepada pembentukan lebih banyak asid karbonik dan, akibatnya, kadar kakisan yang lebih tinggi. Secara umum, apabila tekanan separa CO2 meningkat, keperluan bahan atau perencat tahan kakisan menjadi lebih kritikal.

3.2 Suhu {#suhu}

Suhu mempunyai kesan kompleks terhadap kakisan CO2. Pada suhu sederhana (bawah 60°C), kadar kakisan cenderung meningkat dengan suhu disebabkan peningkatan keterlarutan CO2 dalam air. Walau bagaimanapun, pada suhu yang lebih tinggi (melebihi 100°C), pembentukan lapisan karbonat besi pelindung boleh melambatkan kadar kakisan.

Dalam persekitaran suhu tinggi, bahan seperti super 13Cr atau aloi berasaskan nikel selalunya diperlukan untuk menahan kesan gabungan kakisan CO2 dan tegasan haba.

3.3 Kandungan Air {#kandungan air}

Air adalah faktor kritikal dalam kakisan CO2 kerana CO2 mesti larut dalam air untuk membentuk asid karbonik. Dalam telaga gas kering, di mana kandungan air adalah minimum, Hakisan CO2 kurang membimbangkan. Walau bagaimanapun, dalam telaga dengan kandungan air yang tinggi, terutamanya dalam gas basah atau telaga kondensat, risiko hakisan CO2 adalah lebih tinggi.

3.4 Tahap pH {#tahap ph}

yang pH alam sekitar juga menjejaskan kakisan CO2. Tahap pH yang lebih rendah (keadaan yang lebih berasid) meningkatkan kadar kakisan, manakala tahap pH lebih tinggi (keadaan yang lebih beralkali) boleh mengurangkan kadar kakisan. Dalam persekitaran yang kaya dengan CO2, pH biasanya rendah disebabkan oleh pembentukan asid karbonik. penstabilan pH teknik, seperti menambah bahan beralkali kepada bendalir, boleh membantu mengurangkan kakisan CO2.

---

Pengujian dan Penilaian Ketahanan Kakisan CO2 {#ujian-dan-penilaian}

Untuk memastikan paip tiub dan selongsong boleh menahan kakisan CO2, beberapa kaedah ujian digunakan untuk menilai prestasi mereka dalam persekitaran yang kaya dengan CO2.

4.1 Ujian Autoklaf {#ujian autoklaf}

Ujian autoklaf melibatkan pendedahan bahan kepada CO2 tekanan tinggi dan air dalam persekitaran terkawal untuk mensimulasikan keadaan lubang bawah. Ujian dijalankan pada suhu dan tekanan tinggi untuk menilai ketahanan bahan terhadap kakisan CO2. Ujian autoklaf biasanya digunakan untuk menilai prestasi CRA dan keluli aloi rendah dalam persekitaran CO2.

4.2 Ujian Elektrokimia {#ujian elektrokimia}

Ujian elektrokimia mengukur kadar kakisan bahan dengan memantau tindak balas elektrokimia yang berlaku apabila bahan terdedah kepada CO2 dan air. Kaedah ini menyediakan data berharga tentang rintangan kakisan bahan dan boleh membantu mengenal pasti bahan terbaik untuk persekitaran yang kaya dengan CO2 tertentu.

4.3 Pengujian Lapangan {#ujian lapangan}

Ujian lapangan melibatkan pemasangan tiub atau sarung paip dalam lubang telaga sebenar dan memantau prestasinya dari semasa ke semasa. Kaedah ini menyediakan data dunia sebenar tentang keupayaan bahan untuk menahan kakisan CO2 di bawah keadaan operasi sebenar. Ujian lapangan sering digunakan untuk mengesahkan keputusan ujian makmal dan memastikan prestasi jangka panjang bahan.

---

Aplikasi Tiub dan Selongsong Tahan Kakisan CO2 {#aplikasi}

Tiub tahan kakisan CO2 dan paip selongsong digunakan dalam pelbagai aplikasi, termasuk:

• Perigi Gas Kaya CO2: Dalam telaga di mana CO2 terdapat dalam kepekatan tinggi, bahan tahan kakisan seperti 13TK atau super 13Cr biasanya digunakan untuk mencegah hakisan CO2.
• Pemulihan Minyak yang Dipertingkatkan (EOR): Dalam Suntikan CO2 operasi EOR, di mana CO2 disuntik ke dalam takungan untuk meningkatkan pemulihan minyak, tiub dan selongsong tahan karat adalah penting untuk mengelakkan kegagalan akibat kakisan CO2.
• Perigi Suhu Tinggi: Dalam telaga dengan suhu tinggi, bahan seperti aloi berasaskan nikel atau keluli tahan karat dupleks digunakan untuk menahan kesan gabungan kakisan CO2 dan tegasan haba.
• Telaga Gas Basah: Di dalam telaga dengan kandungan air yang tinggi, bahan tahan kakisan digunakan untuk mengelakkan kakisan CO2, yang diburukkan lagi dengan kehadiran air.

---

Soalan Lazim (Soalan Lazim) {#faq}

1. Apakah kakisan CO2 dalam tiub dan paip selongsong?

kakisan CO2, juga dikenali sebagai kakisan manis, berlaku apabila karbon dioksida larut dalam air untuk membentuk asid karbonik, yang bertindak balas dengan keluli untuk membentuk besi karbonat. Proses ini boleh menyebabkan pitting, kakisan seragam, dan kegagalan paip tiub dan selongsong.

2. Apakah bahan yang digunakan untuk tiub dan selongsong tahan kakisan CO2?

Bahan yang digunakan untuk tiub dan selongsong tahan kakisan CO2 termasuk keluli karbon (dengan perencat), keluli aloi rendah, aloi tahan kakisan (CRA) seperti 13TK dan aloi berasaskan nikel, dan paip bersalut atau berlapik.

3. Bagaimanakah suhu menjejaskan kakisan CO2?

Suhu menjejaskan kakisan CO2 dengan cara yang berbeza. Pada suhu sederhana, kadar kakisan meningkat dengan suhu kerana keterlarutan CO2 yang lebih tinggi. Pada suhu yang lebih tinggi, lapisan karbonat besi pelindung mungkin terbentuk, mengurangkan kadar kakisan.

4. Apakah peranan air dalam kakisan CO2?

Air adalah penting untuk kakisan CO2 kerana CO2 mesti larut dalam air untuk membentuk asid karbonik. Di dalam telaga dengan kandungan air yang tinggi, risiko kakisan CO2 adalah jauh lebih tinggi berbanding telaga gas kering.

5. Bagaimanakah rintangan kakisan CO2 diuji?

Rintangan kakisan CO2 diuji menggunakan kaedah seperti ujian autoklaf, ujian elektrokimia, dan ujian lapangan. Ujian ini menilai prestasi bahan dalam persekitaran yang kaya dengan CO2 di bawah keadaan simulasi atau lubang telaga sebenar.

---

Kesimpulan {#kesimpulan}

kakisan CO2 merupakan cabaran utama dalam industri minyak dan gas, terutamanya dalam telaga dengan kepekatan CO2 yang tinggi. Untuk mengelakkan kegagalan yang mahal dan memastikan integriti lubang telaga, ia adalah penting untuk digunakan tiub tahan kakisan CO2 dan paip selongsong. Bahan seperti aloi tahan kakisan (CRA), paip berpakaian, dan keluli aloi rendah menawarkan rintangan yang sangat baik terhadap kakisan CO2, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi, termasuk Telaga gas yang kaya dengan CO2, operasi EOR, dan telaga bersuhu tinggi.

Dengan memahami faktor yang mempengaruhi kakisan CO2 dan memilih bahan yang betul, pengendali boleh memanjangkan jangka hayat tiub dan paip selongsong mereka dengan ketara, mengurangkan kos penyelenggaraan, dan meningkatkan keselamatan dan kebolehpercayaan keseluruhan operasi mereka.