Вирішення H₂S корозії в свердловинах глибокого кислого газу: інженерне рішення MP35N
Apr 16, 2026
Залишити повідомлення
Огляд рішення
У кислих нафтових і газових родовищах, що містять сірководень (H₂S), звичайна високо-сталь може зазнати сульфідного корозійного розтріскування (SSCC) протягом кількох годин, що призведе до поломки свердловинного інструменту, незапланованих простоїв і навіть нещасних випадків. MP35N – це кобальт-нікель-хром-молібденовий четвертинний сплав, який досягає над-чистої мікроструктури завдяки подвійному вакуумному плавленню (VIM-VAR), а потім холодній обробці та старінню для отримання унікальної комбінації над-високої міцності та відмінної стійкості до корозії. Це сплав із найвищою{10}}міцністю, схвалений NACE MR0175 для необмежених кислотних умов, що забезпечує надійне інженерне рішення для свердловинних інструментів, вузлів клапанів і валів насосів у глибоководних родовищах-кислого газу.
Основна інформація
- Lork Group: провідний виробник і постачальник кобальтових сплавів
-
Форми постачання: круглі прутки MP35N (яскраві/чорні), квадратні, шестигранні, пластини, дріт, труби, поковки
-
Діапазон діаметрів: Φ5 мм – Φ150 мм (налаштовується)
-
Довжина: розрізати на довжину, максимум 3000 мм
-
Статус запасів: Φ10 мм – Φ80 мм в наявності, доставка 7-10 днів
Технічні характеристики
Аерокосмічна
Стандарт: AMS 5844 / 5845
Хірургічні імплантати
Стандарт: ASTM F562
Кардіальний стент
Стандарт: ISO 5832-6
Кислі родовища нафти і газу
Стандарт: NACE MR0175 / ISO 15156
Візьмемо для прикладу основні програми в нафтовій і газовій промисловості
- Свердловинні інструменти: пакери, запобіжні клапани, анкерні інструменти, інструменти спрямованого буріння,-що вимагають тривалого-впливу складних навантажень у середовищі H₂S.
- Привідні вали занурювальних насосів: одночасно піддаються напрузі кручення, корозії в морській воді та потенційному впливу H₂S.
- Клапани та вали насосів: регулювальні клапани, штоки запобіжних клапанів і вали насосів для кислих середовищ.
- Системи кріплення: шпильки, натяжні болти, зрізні болти, болти двигуна-, які вимагають над-високої міцності та стійкості до H₂S.
- Підвіска кабелю/інструменту: кабелі, які використовуються для підвішування пакетів приладів у кислотних колодязях-одне з перших успішних застосувань MP35N.
Таблиця параметрів даних
Список MP35N
Таблиця хімічного складу
| елемент | Діапазон вмісту (%) | Пояснення |
| Co | баланс (приблизно. 33-37%) | На основі-кобальту забезпечує термостабільність і стійкість до корозії. |
| Ni | 33.0 – 37.0 | Нікелева матриця, що підвищує міцність |
| кр | 19.0 – 21.0 | Хром забезпечує антиоксидантну та антикорозійну стійкість. |
| пн | 9.0 – 10.5 | Молібден підвищує стійкість до точкової та щілинної корозії. |
| Ti | Менше або дорівнює 1,0 | Титан бере участь в зміцненні опадів. |
| Fe | Менше або дорівнює 1,0 | Суворий контроль для зменшення домішок |
Таблиця механічних властивостей (за умовами)
| Матеріальний стан | Міцність на розрив (kSi) | Межа текучості (kSi) | Подовження (%) | Твердість (HRC) |
| Відпалений стан | 120 – 140 | ~60 | 40 – 70 | 20 – 38 |
| AMS 5844 (посилений холодною обробкою) | 255 | 225 | 12 | 45 |
| AMS 5845 (холодна обробка + старіння) | 260 | 230 | 8 | 38 хв |
| NACE MR0175 (стан старості) | 190 – 220 | 180 – 210 | 10 | Менше або дорівнює 51 |
Таблиця фізичних властивостей
| Атрибут | Типове значення |
| Щільність | 8.42 – 8.43 |
| Модуль пружності | 233 |
| Модуль зсуву | 83.4 |
| Діапазон робочих температур | -184 до 427 |
Все, що вам потрібно знати
1. Чому H₂S є «прихованим вбивцею» матеріалів нафтових і газових родовищ?
У кислому середовищі, що містить сірководень (H₂S), високо{0}}сталь зазнає унікального руйнування-сульфідного корозійного розтріскування під напругою (SSCC).
H₂S реагує з водою на поверхні сталі, утворюючи атоми водню. Ці атоми водню дифундують у металеву решітку, накопичуються в зонах високого-напруження та спричиняють крихке руйнування матеріалу за умов, значно нижчих за межу текучості. Цей руйнування часто відбувається без попередження та має надзвичайно серйозні наслідки-відмова свердловинного інструменту може призвести до застрягання труби, незапланованих простоїв або навіть нещасних випадків.
2. Як вирішити проблему H₂S корозії в MP35N?
Стійкість MP35N до H₂S залежить від трьох аспектів:
- Процес ультра{0}}чистого плавлення: застосовуючи подвійне вакуумне плавлення (VIM-VAR), він значно зменшує вміст домішок, таких як сірка (S) і фосфор (P), мінімізуючи сегрегацію меж зерен і включення-основних джерел ініціювання тріщин у середовищі H₂S.
- Унікальний механізм зміцнення фазового перетворення: під час холодної обробки тонкі когерентні гексагональні щільно-упаковані (HCP) ламелі утворюються в метастабільній-кубічній (FCC) матриці MP35N. Ця деформація решітки призводить до над-високої міцності; обробка старінням додатково осаджує сполуки Co₃Mo на межі FCC/HCP, досягаючи вторинного зміцнення.
- Відповідність NACE MR0175: MP35N є сплавом найвищої міцності, схваленим відповідно до NACE MR0175 для необмежених кислотних умов. Для нафтогазової промисловості сертифікація NACE MR0175 є основною вимогою для закупівлі матеріалів-без цієї сертифікації матеріали просто не можуть потрапити на родовища кислих газів.
3. Як вибрати матеріали для кислого середовища?
На основі порівняльної радіолокаційної діаграми, яку ми в Lork Group зробили на правій стороні, порівнюючи MP35N з Inconel 718 і 17-4PH у п’яти вимірах-міцність на розрив, стійкість до H₂S SSCC, стійкість до корозії в морській воді та стійкість до точкової корозії – MP35N має явну перевагу за параметром «стійкість до H₂S SSCC». За винятком невеликого недоліку у верхній межі робочої температури, це чи не найкращий кобальтовий сплав для газових і нафтових свердловин!
Рекомендації щодо вибору:Якщо для вашого застосування потрібні кислі середовища (H₂S) і над-висока міцність, MP35N є кращим вибором. У той час як Inconel 718 пропонує перевагу вищої робочої температури, його стійкість до SSCC поступається MP35N у кислотних умовах, що містять H₂S. У кислому середовищі з парціальним тиском H₂S, що перевищує 0,05 psi, або коли розрахункове напруження перевищує 70% від межі текучості, зона термічного -впливу Inconel 718 схильна до міжкристалітної корозії під напругою, тоді як MP35N залишається незмінним за цих умов.
Рекомендовані тематичні дослідження
Приклад 1
Застосування пробки MP35N Lee Plug у глибоких-морських кислотних колодязях
Вилка розширення MP35N, розроблена The Lee Company, повністю виготовлена зі сплаву MP35N і відповідає стандартам NACE MR0175/ISO15156. Цей продукт витримує тиск 30 000 фунтів на кв. дюйм (приблизно 2068 бар) і температуру 400 градусів F (приблизно 204 градуси), що робить його особливо придатним для глибоководного-свердловинного обладнання, такого як інструменти спрямованого буріння, інструменти для каротажу та пакери. Стійкість MP35N до щілинної корозії в морській воді робить його кращим рішенням для герметизації глибоководних-морських кислотних свердловин.
Приклад 2
Оновлення матеріалів для свердловинного інструменту для глибоководних родовищ-кислого газу в Європі
Завдання: наявні свердловинні інструменти нашого європейського клієнта з високоміцної-сталі в проекті глибоководного газового родовища в Атлантиці часто стикалися з корозійним розтріскуванням під напругою в умовах високого парціального тиску H₂S, що призводило до незапланованих простоїв і значного збільшення експлуатаційних витрат.
Рішення: Lork Group налаштувала та поставила для клієнта прутки MP35N, сумісні з NACE MR0175, надавши сертифікат матеріалу 3.2 і звіт про випробування NACE.
Результат: термін служби інструменту було подовжено з 3 місяців до понад 18 місяців, і клієнт оновив усі свої наступні проекти до матеріалу MP35N.
Вибрати MP35N для свого проекту з виробництва кислого газу?
Вибір правильного MP35N вимагає комплексного розгляду багатьох факторів, включаючи парціальний тиск H₂S, робочу температуру, розрахункове навантаження та умови обробки. Щоб допомогти вам отримати найточніше рішення щодо матеріалу, будь ласка, заповніть наведену нижче робочу інформацію. Наші інженери-металурги протягом 4 годин нададуть вам консультацію щодо вибору матеріалу та складуть технічну ціну.
Таблиця вимог до умов експлуатації
| Серійний номер | Питання | Зауваження |
| 01 | Що таке цільове застосування? (Свердловинні інструменти/Клапани/Вали насосів/Кріплення/Інше) | Щоб допомогти визначити конкретну форму продукту. |
| 02 | Необхідні специфікації: Діаметр, мм, Довжина, мм _Для відповідності інвентарю; Необхідна кількість: _кг/тонна. |
Підстава для пропозиції. |
| 03 | Стандарт виконання: AMS 5844 / AMS 5845 / NACE MR0175 / ASTM F562 / Інше | Вимоги до сертифікації |
| 04 | Парціальний тиск H₂S: _psi або _% | Основні робочі параметри |
| 05 | Робоча температура: _Максимальний градус , _Мінімальний градус | Оцінка термічної стійкості |
| 06 | Робочий тиск/розрахункова напруга: _MPa | Оцінка вимог до міцності |
| 07 | Чи потрібен сертифікат на матеріал EN 10204 3.2? Так/Ні | Вимоги до свідків-третіх сторін |
| 08 | Чи потрібен звіт про випробування, засвідчений NACE? Так/Ні | Спеціальні сертифікати |
| 09 | Ваше ім'я, компанія, посада, email, телефон | Подальша-інформація |
Технічні служби Lork Group
Технічна підтримка команди: команда надає консультації щодо вибору матеріалу та пропозиції щодо обробки від інженерів-металургів із великим досвідом застосування спеціальних сплавів.
Контроль якості: суворо дотримуйтесь стандартів ASTM, AMS і NACE і надайте специфікацію матеріалів EN 10204 3.1/3.2.
Тестування третіми-сторонами: ми можемо організувати тестування BV, SGS та інших-третіх сторін відповідно до вимог клієнта.
Послати повідомлення