垦利油田群海水提升泵材质选择.pdf

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1、第12期一65一垦利油田群海水提升泵材质选择齐美灵，李经纬(1．海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津300451)(2．中海石油有限公司天津分公司，天津300451)[摘要]海7F4,t升泵为海上平台重要的设施，已得到广泛应用。由于高盐、高腐蚀性的海洋环境，对海水提升泵的材质提出了严苛的要求。镍铝青铜和超级双相不锈钢都是十分优秀的抗海水腐蚀的材质，在海水提升泵的材质选择中，均有广泛应用，应根据使用工况综合考虑。[关键词]海水提升泵；镍铝青铜；超级双相不锈钢；材质选择垦利油田群位于渤海南部海域莱州湾内，蚀、冲刷腐蚀等；

2、三是两种电位相差较大的金属油田的含油层位较多，明化镇组、馆陶组、东营连接时形成的电偶腐蚀、焊接腐蚀等。组及沙河街组均有油层钻遇，规划建设30余个油由于海水的高腐蚀性，广泛应用于泵体和叶田和构造群，目前己完成一期、二期10座海上平轮的材质为镍铝青铜和超级双相不锈钢，两者在台的建设。为了维持平台的生产，需要大量的海制造工艺、机械性能和抗腐蚀性等方面各有优缺水，因此海水提升泵作为重要的平台设施得到了点。广泛应用。而高盐、高腐蚀性的海洋环境，对海1．1镍铝青铜水提升泵的材质提出了严苛的要求。镍铝青铜具有优异的耐应力腐蚀开裂、1

3、常用海水提升泵主要材质耐腐蚀疲劳、耐空泡腐蚀、耐侵蚀腐蚀和耐腐海水是自然环境中腐蚀性最强的一种介质。蚀疲劳性能。目前，国内常用的海水提升泵海水对于金属材料的腐蚀主要表现在三个方面：泵体和叶轮常用的镍铝青铜牌号为c95800和一是材料在海水中的自然氧化腐蚀；二是材料本ZCuAl9FeNi4MI12，其成分和性能如表1所示。身引起的腐蚀，如晶间腐蚀、应力腐蚀、缝隙腐表1常用海水提升泵用镍铝青铜成分和性能国家标准名称牌号主要成分(质量分数％)力学性能CuA1NiFeMn抗拉强度MPa屈服强度MPa延伸率％美国ASTMC958

4、00余8B148．5～9．54．0～5．03．5～4．50．8～1．5≥607≥240≥15—1993中国GB1176ZCuAl9FeNi4Mn2余8．5～104．0～5．04．O～5．00．8～2．5≥630≥250≥16简单的铝青铜仅含有钢和铝两种元素，是一降。英国海军在研究铝含量为8．5％～9．5％的铜铝合种单相组织(a相)，最高铝含量可达8％。当铝金时发现，当铝含量低于9．1％时，可以避免形成含量超过8％时，会生成第二相(B相)，形成Y“相。Q—双相铝青铜。形成B相会使铝青铜的腐蚀在简单铝青铜中添加足够量的铁或

5、镍，不仅性能下降，双相铝青铜的耐均匀腐蚀性能比单相可以抑制丫“相的形成和结网，而且能起到细化铝青铜略低，而耐冲刷腐蚀性能则优于单相铝青晶粒的作用。当铁含量达到2％时，可以防止在截铜。但是，a—B双相合金从600℃以上冷却时，面直径小于75mm的铸件内形成y“相网状结构。如果冷却速度太慢，在565℃，相会分解为Q作者简介：齐美灵(1981一)，女，河北唐山人，相和1，“相的混合物。当y“相连接成网状结构任海洋石油工程股份有限公司工程师。后，合金的腐蚀侵蚀敏感增大，耐腐蚀性能下66一一技术交流石20油和化工设备一15年第1

6、8卷增多镍含量，合金的腐蚀电位向正方向移动。加很少。高铝含量的铝青钢，脱铝腐蚀曾引起较为入铝使合金的腐蚀电位向负的方向移动。铁在铜广泛的关注，但如今已经不再成为问题。通过控中的固溶度较小，只有在高温下才有一定的固溶制成分、铸造冷却速度和加工温度，可确保获得度，随着温度下降而析出。加入适量的铁有利于特定的金相组织，这种金相组织在正常使用条件晶粒细化，并和铝、镍生成金属化合物而析出，下，不发生明显的脱铝腐蚀。有利于提高耐冲刷腐蚀性能。铁含量过多，会降1．2双相不锈钢低腐蚀电位，从而影响合金的耐腐蚀性能。因此近年来，超级双相

7、不锈钢大量应用于海水提铁含量一般低于镍含量。升泵。超级双相不锈钢既能抵抗海水的腐蚀，又镍铝青铜的耐腐蚀性能主要与表面形成的能抵抗海水中泥沙的冲蚀。与青铜合金相比，超保护膜有关。常用的合金如不锈钢等大多数都有级双相不锈钢具有更为优异的力学性能和加工性缝隙腐蚀倾向，铝青铜缝隙腐蚀倾向不大，且是能，不但强度高，还具有良好的塑性和韧性，因不严重的脱成分腐蚀，对合金的强度和表面光洁此在某些设备应用中可以降低加工件的壁厚和重度影响不大。铝青铜在大气条件下是最不退色的量。海水提升泵中应用的双相不锈钢牌号、成分铜合金，其外观无严重的损

8、坏，力学性能也下降和性能如表2所示。表2常用海水提升泵用双相不锈钢成分和性能主要成分(质量分数％)力学性能国家标准名称牌号抗拉强屈服强延伸率CMnPSSiNiCrMoNCu度MPa度MPa％美国ASTMA959C958000．0301．2O．0270．O010．4756．5124～263．672O．260．162≥832≥655≥