Titaanisulami uuenduslik rakendusõpsud naftakaevu torudes äärmuslikes geoloogilistes tingimustes
As China's conventional oil and gas resources become increasingly depleted, oil extraction is gradually shifting towards extreme geological environments such as ultra deep layers (>4000 meters), high temperatures (>150 ℃), high pressures (>70 MPa), and high sulfur (H ₂ S concentration>5%). Tarim Oilfieldi esindatud sügavate nafta- ja gaasiväljade väljatöötamine on esitanud enneolematuid jõudlusnõudeid naftakaevu torumaterjalidele.
Traditsioonilised süsinikterase ja roostevabast terasest õliaevu torud puutuvad kokku oluliste jõudluspiirangutega ekstreemsetes töötingimustes: tugevuse märkimisväärne lagunemine kõrgetel temperatuuridel (umbes 40% tugevuse langus 400 kraadi juures) ja ebapiisav vastupidavus vesiniksulfiidpinge korrosiooni suhtes (tööelu lüheneb rohkem kui 50%). Seetõttu on suurepärase ulatusliku jõudlusega titaansulami materjalid muutunud kõige lootustandvamaks alternatiivseks.
Viimased uuringud näitavad, et UNS R55400 (ti -6 al -4 v ru) + Ameerika Ühendriikides välja töötatud titaanisulamis on suurepärane insenerRakenduse väärtus:
Mechanical properties: Room temperature tensile strength ≥ 895MPa, 400 ℃ high temperature strength retention rate>85%
Korrosioonikindlus: aastane korrosioonimäär<0.02mm in an environment containing 5% H ₂ S
Roomatakistus: 300 kraadi \/200MPa tingimusel on pugeja kiirus väiksem kui 1 × 10 ⁻⁷ S ⁻
Sulam sisaldab aga väärilisi metallielemente nagu 4% ruteenium, mille tulemuseks on materiaalse maksumus kuni 120 dollarit kg, mis piirab tõsiselt selle ulatuslikku kasutamist. Praegused põhitehnoloogilised läbimurded hõlmavad järgmist:
Odavate titaanisulamite väljatöötamine (näiteks ti -38644, kulude vähenemisega 40%)
Pulbri metallurgia netovormimise tehnoloogia lähedal (materjali kasutamise määr tõusis 90%-ni)
Mitme funktsionaalne komposiitkatete tehnoloogia (korrosioonikindlus suurenes 3 korda)
Tööstuse prognoosid näitavad, et ülemaailmne titaansulami naftakaevu torude turg säilitab aastatel 2025–2030 keskmiselt 18% -lise kasvutempo. Läbimurre saavutamiseks industrialiseerimisel on vaja ehitada täieliku ahela innovatsioonisüsteem "materiaalse uurimise ja arendamise tootmisprotsesside inseneride rakendus". Soovitatav on tähtsustada demonstratsioonirakendusi tüüpilistes äärmuslikes keskkonnaväljades nagu Tarim ja Sichuan, ning kiirendada tehnoloogilist iteratsiooni tegeliku töötingimuste kontrollimise kaudu.
Eeldatakse, et see materiaalne uuendus lahendab "kitsaskoha" tehnilised probleemid, millega Hiina sügav nafta ja gaasiressursside arendamine silmitsi seisab, ning pakub olulist tuge riikliku energiajulgeoleku tagamiseks.
