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《油气田开采用冶金复合双金属复合管开发与应用_宋亚峰》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、油气田开采用冶金复合双金属复合管开发与应用宋亚峰(新兴铸管股份有限公司研究院):,,摘要与传统复合管材相比冶金复合双层金属复合管材具有结合层过度平滑极大的消除,。了分层和应力集中的问题又大大降低了管材成本这种新型管材在高腐蚀性油气田上的应,,用可以大大降低我国开采高腐蚀性油气田的开采成本提高我国石油天然气工业企业的核。心竞争力:关键词冶金复合双金属复合管石油管道.,r材盖八人崖毖、、I7T刁王口,龙已户‘、,,183在我国川东北地区先后发现大中型气藏探明储量已达0亿m以上HZS含量多数在5%以上,17%,,但其中部分可达15%一平均在10%以上并且。,含有8%~1
2、0%的COZ及少量氯离子开采这种强腐蚀性油气田从安全和经济,。性考虑必须采用镍基耐蚀合金这种高腐蚀气井的选材主要考虑了以下因素的:,.,42%NlHZS和;影响至少防止CI带来的应力腐蚀开裂大约20%Cr用于形、,。;。成稳定的抗腐蚀氧化膜较高的CrM和W用以防止点腐蚀和缝隙腐蚀这些镍基耐蚀合金无缝钢管,的大量使用必然大量消耗国家重要战略资源、、、。,镍铬铝钒等贵重金属材料譬如为满足高含硫气田开采和输送过程—,,的需要我们使用了大量的镍基耐蚀合金管材如川东气田开采需要大量采用的、,,hiconelG3825等管材目前国外进口售价己达30一50万元/吨昂贵的材料费用
3、严重地制约了我国高含硫气。田开发然而,1/3左这些高耐蚀镍基合金无缝钢管材料中仅有右用于解决内层的耐,,。腐蚀问题其余2/3仅仅作为结构支撑材料使用造成了资源的极大浪费如果将这3,2/部分用碳素钢材料来优选替代一则可以解决镍基耐蚀合金材料的使用,,。浪费二则可选取性能更好的结构材料提高无缝钢管的使用安全性问题、、,为从根本上解决能源开采资源(贵金属材料)消耗环境保护之间的矛盾实现石油天然气工业的良险可持续发展,大幅度降低贵金属资源消耗,大幅度降低高含硫天然气,,开采和输送成本提高天然气开采和输送安全性提高我国石油“2008严(多)金属冥合管/板衬生产技术开发些应里
4、途卫竺途些途‘一一。,天然气工业企业的核心竞争力采用双金属复合管材代替镍基耐蚀合金材料以相似抗蚀性能,更低的价格,满足高腐蚀性油气田的使用要求将会成为发展的趋势。2国内外的现状与趋势,:目前国内外主要的复合管生产工艺有四种,:1)内扩涨型即采用两种材质的无缝钢管相互穿套(如外管采用一般普碳钢无缝钢管,内穿,,一薄壁不锈钢管作为内层金属管)在内管中施以高压使内层,从而使内管与外管紧密结合,钢管发生塑性变形外层钢管仅产生弹性变形;形成双金属复合无缝钢管,:,2)外减径型即仍采用两种材质的无缝钢管相互穿套对外层钢管进行,,。减径拉拔或轧制使内管与外管紧密结合形成双金属复
5、合无缝钢管以上两种类型的复合管并非完全意义上的双金属复合。两层金属相互间并无冶金熔合,基本属,,于机械嵌合的范畴在受力情况下内外两层金属难以均衡传递外力;在需要热传递的应用领域,,由于内外两层金属间存在间隙热阻必将大,,;幅度增加在热交变环境中应用时因内外管金属膨胀率的差异又无熔合界面的制约,对于长线管道,内外金属层因膨胀导致的尺寸和应力差异将集中在连接端部,从而导致长线管道连接端的破坏或内层管材脱落。,,,另外这类复合管由于内外层金属基本没有成分过渡区或存在结合间隙,。在分层焊接时极易造成焊接失败:,3)爆炸复合把两种不同材质的金属管通过相互穿套并在内管施以爆炸
6、,。,能使内外层金属形成爆炸焊采用该工艺成形的复合管难以保重整体的复合,。并且爆炸焊过渡层仅2一3协m导至过渡层存在极大的应力当需要较厚的内层时,该工艺则难以实现。:,,4)堆焊挤压复合在挤压坯内(或外)表面堆焊不同的金属再通过机加工和热挤压形成复合管,该工艺生产的复合管性能优异,但不足之处在于成本高昂。油气田开采用冶金复合双金属复合管开发与应用3冶金复合双金属复合管的特点.31生产工艺特点:冶金复合双金属无缝钢管的主要生产工艺特点为双金属复合管坯采用分层;离心浇铸方法制备双金属无缝钢管采用大吨位黑色金属挤压机将管坯热挤压成无缝钢管的生产;,工艺此外根据具体使用条
7、件需要还可进一步采用高精度冷轧管机将挤压。出的无缝钢管轧制成精密复合管3.2生产技术特点、热挤压成形采用离心铸造制坯(或加冷轧成型)复合管技术的独特之处在:、,于利用离心浇铸形成无间隙界面成分平滑过渡的冶金结合界面再利用热挤压过程的再结晶机制、坯料中间加热和退火过程中的金属扩散形成自生梯度复合,、、界面最大限度地解决传统复合方法存在的界面脱层复合界面应力集中耐应力腐蚀性差等问题。3.3产品的特点,:采用离心铸造技术创造了易于实现界面冶金结合的条件离心铸造技术是在液态下使双层材料溶合成型,实现、连接成分平滑过渡,为实了界面的无间隙;现层界面低应力的全冶金结合创造了条
8、件,:热挤
