API 6A Gate Valve Material Selection at Diskarte sa Pagpapabuti ng Pagpapabuti ng Corrosion

1. Panimula
API 6A Gate Valves ay isang kritikal na sangkap ng kagamitan sa kontrol ng langis at gas wellhead, na malawakang ginagamit sa mga puno ng Pasko, mga gas wellheads, wellhead manifolds, at fracturing system.
Sa aktwal na mga kondisyon ng patlang ng langis at gas, ang mga balbula ay dapat makatiis sa mga sumusunod na hamon:
Mataas na presyon: hanggang sa 20,000 psi (138 MPa)
Mataas na temperatura: Hanggang sa 350 ° F (177 ° C)
Lubhang Corrosive Media: Naglalaman ng H₂s (Hydrogen Sulfide), CO₂ (Carbon Dioxide), at Chlorides (CL⁻)
Mga kapaligiran sa dagat: Mataas na kahalumigmigan, kaagnasan ng spray ng asin, at malaking pagbabagu -bago ng temperatura
Mekanikal na pagsusuot: pagguho ng solidong mga particle at alitan sa ibabaw ng sealing mula sa paulit -ulit na pagbubukas at pagsasara ng mga operasyon
Samakatuwid, ang pagpili ng materyal at ang pagpapabuti ng paglaban ng kaagnasan ay direktang matukoy ang kaligtasan, buhay ng serbisyo, at mga gastos sa pagpapanatili ng mga balbula ng gate ng API 6A.

2. Mga kinakailangan sa materyal sa API 6A
Ang API 6A ay may mahigpit na regulasyon sa mga materyales sa balbula ng gate, lalo na tungkol sa pagiging angkop ng mga materyales para sa iba't ibang mga PSL (antas ng pagtutukoy ng produkto), PR (kinakailangan sa pagganap), at mga klase sa temperatura. Karaniwang mga kategorya at katangian ng materyal
Carbon Steel
Karaniwang Baitang: AISI 4130 (Quenched at Tempered)
Mga kalamangan: mababang gastos, mataas na lakas
Mga Aplikasyon: Mababang mga patlang na gas, freshwater wellheads
Mababang haluang metal na bakal
Karaniwang grado: AISI 8630 Mod
Mga kalamangan: Mataas na lakas, mataas na katigasan, at mas mahusay na paglaban sa pagsusuot kaysa sa bakal na carbon
Mga Aplikasyon: High-pressure wellheads (≥10,000 psi)
Martensitic hindi kinakalawang na asero
Karaniwang mga marka: 410SS, 420SS
Mga kalamangan: Magsuot ng paglaban, angkop para sa mga balbula ng seat ng balbula
Mga Aplikasyon: Naglalaman ng CO₂, mababang mga kapaligiran ng H₂
Austenitic hindi kinakalawang na asero
Karaniwang mga marka: 316SS, 304SS
Mga kalamangan: Magandang paglaban sa kaagnasan ng CO₂, mahusay na katigasan ng mababang temperatura
Mga Aplikasyon: Mga patlang na mababang temperatura, maasim na mga balon ng gas
Duplex hindi kinakalawang na asero = bakal)
Karaniwang mga marka: 2205, 2507
Mga kalamangan: Mataas na lakas, mahusay na pagtutol sa klorido na pag -iingat ng kaagnasan
Mga Aplikasyon: Mga patlang ng langis sa labas ng langis at gas, mataas na kapaligiran ng klorido
Haluang metal na batay sa nikel
Karaniwang mga marka: Inconel 625, Incoloy 825
Mga Bentahe: Paglaban sa H₂s, CO₂, at Chloride Stress Corrosion Cracking
Mga Aplikasyon: Mataas na H₂s, Mataas na CO₂, Deep-Sea Wellheads

3. Diskarte sa pagpili ng materyal
(1) Pagpili batay sa medium na komposisyon
Mataas na Mga Kondisyon ng Paggawa ng H₂: Kailangang matugunan ang NACE MR0175/ISO 15156 na pamantayan, at piliin ang Mababang katigasan (≤22 HRC) Nickel-based Alloys o Duplex Stainless Steels upang maiwasan ang Sulfide Stress Corrosion Cracking (SSC).
Mataas na mga kondisyon sa pagtatrabaho sa CO₂: Ang Austenitic hindi kinakalawang na asero, duplex steel, o mga haluang metal na batay sa nikel ay mas epektibo at maiiwasan ang pagpapadanak ng mga metal carbonates na dulot ng kaagnasan ng CO₂. Mataas na Chloride Ion Environment: Duplex Stainless Steel, Super Austenitic Stainless Steel (tulad ng 254SMO), o mga haluang metal na batay sa nikel upang maiwasan ang pag-pitting at crevice corrosion.
(2) Piliin ayon sa antas ng presyon
2000–10000 psi: Mababang haluang metal na bakal na ENP (Electroless Nickel Plating) o Hard Alloy Overlay
> 10000 psi: Mataas na lakas mababang haluang metal na bakal o nikel na batay sa nikel ay kinakailangan upang matiyak ang lakas ng pagkapagod at katigasan
(3) Piliin ayon sa antas ng temperatura
Mababang temperatura (–60 ° F / –51 ° C): Magandang mababang temperatura ng katigasan, austenitic hindi kinakalawang na asero o mababang temperatura carbon steel (LTC)
Mataas na temperatura (350 ° F / 177 ° C): Isang haluang metal na may mahusay na katatagan ng thermal, tulad ng Inconel 718

4. Mga pamamaraan upang mapagbuti ang paglaban sa kaagnasan
(1) Paggamot sa ibabaw at patong
ENP (electroless nikel plating): kemikal nikel na kalupkop, paglaban ng kaagnasan at paglaban sa pagsusuot
HVOF (High Velocity Oxy-Fuel) Tungsten Carbide Spraying: Super Hard and Erosion Resistant
Nitriding: Pagbutihin ang katigasan ng ibabaw at paglaban sa kaagnasan
(2) Pag -aayos ng ibabaw ng hardening
Stellite Overlay Welding: Cobalt-based na cemented carbide, wear-resistant at corrosion-resistant
PTA (Plasma Transferred Arc) Welding: Mataas na lakas ng bonding, Uniform Density
(3) Proteksyon ng Cathodic
Ang mga marine wellheads ay maaaring gumamit ng mga sakripisyo anod (zinc, aluminyo) o humanga sa kasalukuyang mga sistema upang mapigilan ang electrochemical corrosion
(4) Structural Optimization
Bawasan ang likido na mga patay na sulok at gaps, bawasan ang kaagnasan ng crevice
Pagbutihin ang flow channel tapusin, bawasan ang pag -aalis ng butil

5. Pagsusuri ng Kaso
Sa isang tiyak na malayo sa malayo sa pampang H₂s (> 10%) Mataas na CO₂ (> 15%) Proyekto ng Patlang ng Gas:
Ang materyal na balbula ng katawan ay inconel 625 (integral na pag -alis)
Ang stem ng balbula ay enp nickel-plated AISI 8630 mod, na isinasaalang-alang ang parehong lakas at pagtutol ng kaagnasan
Ang upuan ng balbula ay na -overlay na may tungsten carbide upang mapabuti ang paglaban ng pagguho
Ang mga resulta ay nagpapakita na ang balbula ay nasa serbisyo sa loob ng 5 taon nang walang malubhang kabiguan ng kaagnasan, na kung saan ay 3-5 beses na mas mahaba kaysa sa tradisyonal na mababang-lahat ng bakal na bakal, at ang gastos sa pagpapanatili ay nabawasan ng higit sa 40%.

6. Konklusyon at mga rekomendasyon
Ang pagpili ng materyal ay dapat na batay sa isang pagsusuri ng mga kondisyon ng pagpapatakbo: komposisyon ng media, presyon at temperatura, at mga katangian ng pagguho ng likido ay lahat ay mahalaga.
Sumunod sa mga pamantayang pang -internasyonal, lalo na ang API 6A at NACE MR0175, upang matiyak ang kaligtasan.
Ang mga komprehensibong hakbang sa paglaban sa kaagnasan: Ang mga materyales, paggamot sa ibabaw, proteksyon ng katod, at pag -optimize ng istruktura ay dapat ipatupad sa isang coordinated na paraan.
Pamamahala ng Lifecycle: Ang regular na inspeksyon at pagpapanatili ay mas matipid at maaasahan kaysa sa pag-asa lamang sa mga high-end na materyales.