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鈦在濱海石油生產中的應用

[ 信息發布:本站 | 發布時間:2008-12-23 | 瀏覽:120 ]

事實表明,在濱海石油生產中使用鈦及其合金具有10大優點:比強度高;耐蝕性優異;彈性模量低;疲勞性能好;易于冷成形;容易焊接;合金種類多;費用穩定;重量輕.已經大量生產和投放市場.雖然在過去5a里,鈦及其合金的最終產品和市場發生了重大變化,但全世界的鈦產量保持相對穩定.冷戰結束后,軍工用鈦大量減少,從而為鈦及其合金在濱海石油生產中的廣泛應用創造了極好機會,這個問題已經引起國內外有關工業部門的注意,其前景是非常光明的.
已經用于和正在考慮用于濱海石油生產的鈦及其合金如下見表1.


用于和正在考慮用于濱海石油生產的鈦及鈦合金種類
成分 最低屈服強度/MPa 用途
工業純鈦 127 板式換熱氣*
工業純鈦 276 管式換熱氣*,海水管道*
Ti-0.3Mo-0.8Ni 345 管式換熱氣*,臨時管道與電纜,橫梁*,立管,輸送管線
Ti-3Al-2.5V 483 橫梁,臨時管道與電纜,立管,輸送管線,增壓裝置管道*
Ti-3Al-2.5V-0.05Pd 483 橫梁,立管,輸送管線,管道
Ti-6Al-4V ELI
(最大氧含量為0.13%) 759 鉆井立管*,生產和輸出立管,錐形應力街頭*,緊固件*
Ti-6Al-4V-0.05Pd 827 錐形應力街頭,生產和輸出立管
Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo(β-С) 緊固件*,帶管的生產裝置*,各種工具*



由此可見,在濱海石油生產中所使用的鈦材中,既有強度比較低的工業純鈦,也有高強度和可時效的鈦合金.
隨著石油開采深度的增加,濱海石油開采設備將需要重量較輕、強度更大和耐蝕性更好的材料,以保證其靠性,延長使用壽命.
在低壓水系統中,工業純鈦已取代6Mo奧氏體鋼,主要用在頂部,用鈦原因是安裝費用低可以經受高達90℃的縫隙腐蝕.
海底開采石油用的高壓采油管已經采用了鈦材,旨在減輕重量、降低成本和避免破壞.
人們正在研究利用Ti-3Al-2.5V合金制造軟蛇管;據報道,國外已經建立了少量的這種裝置,目前正在進行評價;此外,還考慮了其它一些用途,其中包括需要比工業純鈦強度更高的場合.
現在,φ38mm的Ti-6Al-4V ELI合金無縫管材,在海底管道獲得了應用.
統計數字表明,迄今已有數百萬磅鈦及其合金加工產品應用在濱海石油開采中,隨著用途的不斷擴大,這一數字還會繼續提高.從重量、強度和抗腐蝕能力的角度出發,選用鈦及其合金是唯?明智的選擇.
在美國大陸石油公司的Heidrun TLP工程中,指定采用鈦鉆井立管,這種立管的直徑約為508mm,整個長度為12192mm.它由3部分組成,中心部分是普通的管道,而兩端部分則是鍛造和機械加工的,其材質是Ti-6A1-4V ELI鈦合金.
Heidrun工程平臺上探孔的內徑為900mm,它是冷成形后焊接而成的,與其相連的配件和管道也是用工業純鈦(Qr2)制造的.
英格蘭的Bunting鈦公司加工了鈦輸送管道,用鈦輸送管道取代帶有橡皮襯里的碳鋼輸送管道,其重量減輕80%,從而降低了支承構件的重量,也提高了耐蝕能力.
在Norskc Shell的Troll工程中,使用了直徑為1016mm的氣/水換熱器管,這種由工業純鈦(Gr.2)制成的管子需要具有100年以上的工作壽命周期.據報道,位于挪威Permascand的一家公司采用冷成形?焊接方法生產了這種管材.
位于美國得克薩斯州休斯頓市的Cooper-Cameron石油工具有限公司利用Ti-6Al-4V ELI合金擠壓生產一種立管,投入Green-Canyon工程,所用管材的直徑為295mm和346mm,長度為10668?11582mm.有報道說,這套裝置已經在1995年5月份開始運行.
Mobil的Stariord‘A‘工程中安裝了工業純鈦鎮流水系統管道構件.由直徑為457mm的工業純鈦焊接管取代了碳鋼管.此外,還可以利用工業純鈦制造頂部閥門.
國外一些公司在濱海石油生產中使用鈦及鈦合金的概況如下:


用 途 材 料
應用接頭 Ti-6Al-4V ELI
滅火用水系統 工業純鈦
海水排出口管接頭 工業純鈦
鉆孔立管 Ti-6Al-4V ELI
水鎮流系統 工業純鈦
管街頭 工業純鈦
貫穿管接頭,海水入口/出口 工業純鈦
GBS水鎮流系統 工業純鈦
增壓泵管線 Ti-3Al-2.5V
支撐系統管件 工業純鈦
水管 工業純鈦
海水提升管 工業純鈦
氯化處理系統 工業純鈦
泵,箱,閥,管 工業純鈦
板式換熱器 工業純鈦
管式換熱器 工業純鈦
電解電極 工業純鈦
管道及其配件 工業純鈦
檢修孔 工業純鈦
加工的導管 工業純鈦

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