Các yêu cầu về ion vật liệu cho ống EUE dày bên ngoài là gì?
Yêu cầu về đặc tính cơ học
Ống dẫn dầu EUE dày bên ngoài cần phải làm việc trong môi trường áp suất và ứng suất cao nên vật liệu của chúng phải có các tính chất cơ học sau:
Cường độ cao
Ống EUE sẽ chịu được ứng suất cơ học và áp suất thủy lực rất lớn trong quá trình khoan và sản xuất. Vật liệu cần phải có độ bền kéo và cường độ chảy cao để duy trì ổn định trong những điều kiện khắt khe này. Thông thường, độ bền kéo cần đạt 550-850 MPa và cường độ chảy là 450-700 MPa để đảm bảo ống dẫn dầu không bị gãy trong môi trường ứng suất cao.
Độ dẻo dai cao
Ống dẫn dầu dễ bị va đập, rung lắc trong quá trình sử dụng, đặc biệt ở các giếng sâu và điều kiện vận hành áp suất cao. Để tránh gãy giòn, vật liệu phải có độ dẻo dai tốt. Độ bền va đập của vật liệu (được đo bằng thử nghiệm va đập Charpy) thường cần đạt 20-60 J/cm² để đảm bảo ống dầu có thể hấp thụ và chống lại tải trọng va đập đột ngột.
Độ dẻo tốt
Ống dầu đòi hỏi nhiều biến dạng cơ học trong quá trình sản xuất và sử dụng như uốn cong, giãn nở lỗ, v.v. Do đó, vật liệu phải có độ dẻo tốt để tránh nứt, vỡ trong quá trình gia công. Độ giãn dài thường được yêu cầu trên 10%, điều này có thể đảm bảo độ ổn định và độ tin cậy của vật liệu trong quá trình xử lý và sử dụng.
Yêu cầu về thành phần hóa học
Để đáp ứng các yêu cầu về tính chất cơ học nêu trên, thành phần hóa học của vật liệu ống EUE cũng cần được kiểm soát chặt chẽ.
Hàm lượng carbon
Hàm lượng carbon thích hợp có thể làm tăng độ bền và độ cứng của thép, nhưng hàm lượng carbon quá cao có thể làm giảm độ dẻo dai và độ dẻo. Ống dẫn dầu EUE thường sử dụng thép cacbon trung bình có hàm lượng cacbon từ 0,20% đến 0,35% để đảm bảo vật liệu có hiệu suất tổng thể tốt.
Yếu tố hợp kim
Để cải thiện hiệu suất tổng thể của vật liệu, một số nguyên tố hợp kim thường được thêm vào vật liệu ống EUE:
Mangan (Mn): Tăng độ bền và độ cứng, cải thiện độ cứng và độ dẻo dai. Thông thường hàm lượng là 0,7% -1,3%.
Silicon (Si): Tăng cường độ bền và độ cứng, cải thiện khả năng chống oxy hóa. Thông thường hàm lượng là 0,15% -0,35%.
Crom (Cr): Cải thiện khả năng chống ăn mòn và độ cứng, đồng thời tăng cường độ bền nhiệt độ cao. Thông thường hàm lượng là 0,8% -1,5%.
Molypden (Mo): Cải thiện sức mạnh, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn, đồng thời cải thiện độ cứng. Thông thường hàm lượng là 0,15% -0,3%.
Niken (Ni): Cải thiện độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn. Thông thường hàm lượng là 0,3% -0,5%.
Kiểm soát tạp chất
Hàm lượng tạp chất như lưu huỳnh (S) và phốt pho (P) được kiểm soát chặt chẽ để tránh hiện tượng giòn vật liệu. Thông thường hàm lượng lưu huỳnh và phốt pho được yêu cầu nhỏ hơn 0,025%. Nếu hàm lượng các tạp chất này quá cao sẽ làm tăng độ giòn của vật liệu, ảnh hưởng đến tuổi thọ và độ an toàn của ống dẫn dầu.
Yêu cầu về quy trình sản xuất
Để đảm bảo nguyên liệu ống EUE có chất lượng cao, quy trình sản xuất cũng cần phải đáp ứng những yêu cầu khắt khe.
Quá trình luyện kim
Các quy trình nấu chảy tiên tiến như lò hồ quang điện (EAF) hoặc khử khí chân không (VD) được sử dụng để đảm bảo độ tinh khiết và tính đồng nhất của vật liệu, đồng thời giảm sự hiện diện của tạp chất và lỗ chân lông. Quá trình nấu chảy chất lượng cao có thể tạo ra thép nguyên chất và đồng nhất, đảm bảo độ ổn định và độ tin cậy của ống dẫn dầu khi sử dụng.
Quá trình xử lý nhiệt
Các tính chất cơ học của vật liệu được tối ưu hóa thông qua các quy trình xử lý nhiệt thích hợp như làm nguội và ủ. Các thông số xử lý nhiệt (như nhiệt độ, thời gian và tốc độ làm mát tối ưu) cần được kiểm soát chính xác để đạt được các chỉ số hiệu suất tối ưu. Xử lý nhiệt thích hợp có thể cải thiện đáng kể các tính chất cơ học, độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn của vật liệu, đồng thời kéo dài tuổi thọ của ống dẫn dầu.
Kiểm tra không phá hủy
Tiến hành phát hiện khuyết tật nghiêm ngặt trên nguyên liệu thô (chẳng hạn như kiểm tra đầu dò và kiểm tra hạt từ tính) để đảm bảo rằng không có vết nứt, tạp chất và các khuyết tật khác bên trong vật liệu để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của nó. Phát hiện khuyết tật là một phương tiện quan trọng để đảm bảo chất lượng vật liệu và các khuyết tật có thể được phát hiện và loại bỏ kịp thời.
Yêu cầu chất lượng bề mặt
Để đảm bảo độ ổn định và độ tin cậy của ống EUE trong quá trình gia công và sử dụng, chất lượng bề mặt của vật liệu cũng cần phải đáp ứng những tiêu chuẩn nhất định.
Bề mặt hoàn thiện
Bề mặt của nguyên liệu thô phải mịn và không có khuyết tật, không có các khuyết tật rõ ràng như vảy, vết nứt, nếp gấp, da nặng và rỉ sét. Việc đảm bảo độ hoàn thiện bề mặt có thể cải thiện chất lượng xử lý tiếp theo và giảm thiểu các khuyết tật trong quá trình xử lý.
Độ chính xác kích thước
Kích thước và hình dạng của nguyên liệu phải đáp ứng yêu cầu thiết kế. Đặc biệt, các kích thước chính như đường kính ngoài, độ dày thành và chiều dài cần phải được kiểm soát chính xác để đảm bảo hiệu suất lắp ráp và sử dụng của sản phẩm cuối cùng. Việc kiểm soát độ chính xác về kích thước có thể cải thiện độ chính xác lắp ráp của ống dẫn dầu và giảm thiểu các vấn đề trong quá trình lắp ráp.
