Kajian Tentang Rintangan Kakisan Paip Telaga Minyak Aloi Titanium
Intipati rintangan kakisan aloi titanium ialah titanium ialah unsur tidak stabil secara termodinamik dengan potensi elektrod piawai hanya -1.63 V (elektrod hidrogen standard HSE). Oleh itu, aloi titanium dan titanium sangat mudah untuk membentuk filem oksida permukaan yang berterusan, padat dan sangat nipis dalam udara atau air, yang terdiri daripada lapisan dalam Ti2O3 dan lapisan luar TiO2, dan ia terus menebal sebagai tindak balas redoks berlaku. Filem oksida yang meliputi permukaan aloi titanium menghalang pemindahan cas tindak balas dan mengurangkan atau menghalang pembubaran aloi titanium dalam medium menghakis, mengakibatkan pempasifan.
Walau bagaimanapun, aloi titanium mempunyai potensi positif yang lebih tinggi daripada aloi lain. Apabila digabungkan dengan aloi yang berbeza, aloi titanium dilindungi sebagai katod, yang mempercepatkan kakisan logam yang digabungkan dan boleh menyebabkan kerosakan struktur. Oleh itu, sarjana dalam dan luar negara juga telah menjalankan penyelidikan tertentu tentang rintangan kakisan aloi titanium dalam paip gerudi dan selongsong minyak.
1. Paip gerudi aloi titanium
Peng et al. menilai prestasi keletihan paip gerudi aloi titanium. Keputusan menunjukkan bahawa di udara, dengan peningkatan gred keluli, hayat keletihan paip gerudi akan dilanjutkan, manakala dalam lumpur penggerudian, prestasi keletihan paip gerudi aloi titanium adalah yang terbaik. Rajah 3a menunjukkan lengkung keletihan bagi sampel paip gerudi yang berbeza di bawah lumpur H2S suhu bilik. Kehadiran lumpur H2S akan mengurangkan hayat keletihan setiap sampel paip gerudi, menunjukkan bahawa paip gerudi mempunyai sensitiviti yang tinggi terhadap lumpur H2S. Dalam persekitaran lumpur H2S, hayat keletihan paip gerudi aloi titanium jauh lebih tinggi daripada paip gerudi keluli seperti G105, S135 dan V150. Rajah 3b memplotkan lengkung SN paip gerudi berbeza dalam lumpur H2S pada 100 darjah . Berbanding dengan udara suhu bilik, hayat keletihan sampel G105, S135, V150 dan Ti dikurangkan dengan ketara. Faktor gandingan lumpur H2S dan suhu mempunyai kesan yang lebih besar terhadap hayat keletihan paip gerudi daripada satu faktor. Di bawah keadaan gandingan ini, hayat keletihan paip gerudi titanium masih mempunyai kelebihan yang lebih besar daripada paip gerudi lain.
Rajah.3 Lengkung keletihan spesimen paip gerudi G105, S135, V150 dan Ti di bawah keadaan kerja yang berbeza
Chen et al. menggunakan teknologi pengoksidaan arka mikro rawatan permukaan baharu untuk menambah kepekatan natrium tungstat yang berbeza kepada larutan pengoksidaan untuk melakukan pengoksidaan arka mikro pada permukaan paip gerudi aloi titanium TC4. Kajian telah menunjukkan bahawa doping tungsten boleh meningkatkan kekerasan dan rintangan kakisan paip gerudi aloi titanium TC4 dengan berkesan. Dan apabila kepekatan natrium tungstate ialah 3 g/L, prestasi komprehensif lapisan pengoksidaan arka mikro pada paip gerudi aloi titanium adalah yang terbaik.
Ringkasnya, hayat keletihan kakisan paip gerudi aloi titanium dalam suhu tinggi dan persekitaran sulfur tinggi adalah lebih baik daripada paip gerudi keluli, dan rawatan permukaan aloi titanium TC4 dapat meningkatkan kekerasan dan rintangan kakisan paip gerudi dengan berkesan. Walau bagaimanapun, masih terdapat beberapa kajian tentang meningkatkan rintangan kakisan paip gerudi aloi titanium dengan rawatan permukaan, yang juga menyediakan hala tuju untuk penyelidikan masa depan.
2. Selongsong minyak aloi titanium
Wang et al. mengkaji bahan aloi titanium TC4 yang boleh digunakan sebagai selongsong minyak. Mereka mendapati bahawa dalam persekitaran kakisan berasid, terdapat kakisan elektrokimia tempatan pada permukaan aloi TC4, terutamanya kakisan pitting. Dalam cecair siap yang mengandungi CO2, tahap kakisan aloi TC4 adalah lebih serius, tetapi rintangan kakisan lebih baik dalam air pembentukan yang mengandungi CO2. Dalam dua CO2-yang mengandungi media menghakis di atas, aloi TC4 mempunyai rintangan yang sangat baik terhadap retakan kakisan tegasan. Berbanding dengan persekitaran daratan, aloi TC4 lebih sensitif terhadap tekanan retakan kakisan di persekitaran laut dalam.
Pada masa yang sama, Wang et al. juga mengkaji mekanisme rintangan kakisan aloi titanium TC4 di bawah keadaan beban tegasan yang berbeza dan mendapati lubang muncul pada permukaan sampel yang dimuatkan dengan tegasan elastik, tetapi tahap pitting adalah agak ringan, dan lapisan filem permukaan menunjukkan semikonduktor jenis-n. sifat dan mempunyai kebolehtelapan selektif kation. Apabila lubang permukaan sampel yang tertakluk kepada tegasan plastik adalah lebih dalam dan lebar, dan jenis semikonduktor lapisan filem permukaan diubah menjadi jenis p, anion seperti Cl- dan CO32- lebih mudah diserap dan dimusnahkan. filem pelindung, dan bersentuhan dengan substrat melalui filem pelindung, mengakibatkan penurunan rintangan kakisan aloi titanium TC4.
Pada masa ini, keadaan kerja medan minyak dan gas bukan konvensional adalah keras. Suhu tinggi akan mengurangkan kekuatan hasil dan modulus elastik tiub dan selongsong, dan tekanan tinggi akan meningkatkan tekanan tiub dan selongsong. Di bawah tindakan H2S, CO2 dan Cl- sahaja atau bersama-sama, kakisan tiub dan selongsong menjadi semakin serius. Tiub dan selongsong aloi titanium boleh menyelesaikan masalah kegagalan kakisan lubang bawah dengan berkesan, tetapi penyelidikan semasa mengenai rintangan kakisan tiub dan selongsong aloi titanium masih tidak lengkap dan memerlukan penyelidikan lanjut.
3. Paip telaga minyak aloi titanium
Schutz et al. membandingkan rintangan kakisan rentetan paip aloi UNS R55400 dengan rentetan paip aloi titanium medan minyak yang lain. Data ujian kakisan makmal pembangunan saluran paip UNS R55400 menunjukkan bahawa aloi titanium telah meningkatkan ketahanan terhadap SSC dan kakisan pitting dan celah tempatan dalam persekitaran air yang kaya dengan klorida yang sangat berasid dan bukan berasid yang berkaitan dengan industri medan minyak.
Jadual 2 menunjukkan anggaran had perkhidmatan alam sekitar pelbagai jenis aloi titanium dalam persekitaran medan minyak yang berbeza. Dapat dilihat bahawa aloi titanium UNS R55400 dan UNS R56404 mempunyai prestasi terbaik dalam persekitaran air yang kaya dengan klorida berasid dan bukan berasid, dan kekuatan tertinggi ialah aloi titanium beta UNS R58640.
Wei et al. mengkaji kesan suhu penyepuhlindapan ke atas evolusi mikrostruktur dan kelakuan kakisan aloi titanium Ti-Mo dalam asid hidroklorik. Mereka mendapati bahawa apabila suhu penyepuhlindapan melebihi 850 darjah, filem pempasifan MoO3 dan TiO2 terbentuk pada permukaan aloi titanium mempercepatkan pembubaran, kadar kakisan meningkat, dan sel mikrogalvanik fasa dan fasa terbentuk. Di samping itu, filem pempasifan menunjukkan sifat semikonduktor jenis-n yang bebas daripada suhu penyepuhlindapan.
Melalui keputusan penyelidikan di atas, didapati bahawa suhu penyepuhlindapan, asid tinggi, dan persekitaran air yang kaya dengan klorida bukan berasid akan menjejaskan rintangan kakisan aloi titanium. Kesimpulan ini mempunyai kepentingan panduan untuk pengoptimuman bahan aloi titanium pada masa hadapan.
