Studju dwar ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-pajp tal-bir taż-żejt tal-liga tat-titanju
L-essenza tar-reżistenza għall-korrużjoni tal-liga tat-titanju hija li t-titanju huwa element termodinamikament instabbli b'potenzjal ta 'elettrodu standard ta' biss -1.63 V (elettrodu standard tal-idroġenu HSE). Għalhekk, ligi tat-titanju u tat-titanju huma faċli ħafna biex jiffurmaw film tal-ossidu tal-wiċċ kontinwu, dens u rqiq ħafna fl-arja jew saħansitra fl-ilma, li huwa magħmul minn saff ta 'ġewwa ta' Ti2O3 u saff ta 'barra ta' TiO2, u jkompli jeħxien bħala l- ir-reazzjoni redox tipproċedi. Il-film ta 'l-ossidu li jkopri l-wiċċ tal-liga tat-titanju jfixkel it-trasferiment tat-tagħbija tar-reazzjoni u jnaqqas jew jinibixxi x-xoljiment tal-liga tat-titanju fil-medju korrużiv, li jirriżulta f'passivazzjoni.
Madankollu, liga tat-titanju għandha potenzjal pożittiv ogħla minn ligi oħra. Meta flimkien ma 'ligi differenti, liga tat-titanju hija protetta bħala katodu, li taċċellera l-korrużjoni tal-metall akkoppjat u tista' twassal għal ħsara strutturali. Għalhekk, studjużi domestiċi u barranin wettqu wkoll ċerta riċerka dwar ir-reżistenza għall-korrużjoni ta 'liga tat-titanju f'pajpijiet tat-tħaffir u casing taż-żejt.
1. Pajp tat-tħaffir tal-liga tat-titanju
Peng et al. evalwat il-prestazzjoni tal-għeja tal-pajpijiet tat-tħaffir tal-liga tat-titanju. Ir-riżultati wrew li fl-arja, biż-żieda tal-grad tal-azzar, il-ħajja tal-għeja tal-pajp tat-tħaffir se tiġi estiża, filwaqt li fit-tajn tat-tħaffir, il-prestazzjoni tal-għeja tal-pajp tat-tħaffir tal-liga tat-titanju hija l-aħjar. Il-Figura 3a turi l-kurvi tal-għeja ta 'kampjuni ta' pajpijiet tat-tħaffir differenti taħt it-tajn H2S tat-temperatura tal-kamra. Il-preżenza tat-tajn H2S se tnaqqas ħafna l-ħajja tal-għeja ta 'kull kampjun tal-pajp tat-tħaffir, u tindika li l-pajp tat-tħaffir għandu sensittività għolja għat-tajn H2S. Fl-ambjent tat-tajn H2S, il-ħajja tal-għeja tal-pajp tat-tħaffir tal-liga tat-titanju hija ogħla b'mod sinifikanti minn dik tal-pajpijiet tat-tħaffir tal-azzar bħal G105, S135 u V150. Il-Figura 3b tfassal il-kurvi SN ta' pajpijiet tat-tħaffir differenti fit-tajn H2S f'100 grad. Meta mqabbel mal-arja tat-temperatura tal-kamra, il-ħajja tal-għeja tal-kampjuni G105, S135, V150 u Ti titnaqqas b'mod sinifikanti. Il-fattur tal-akkoppjar tat-tajn H2S u t-temperatura għandu impatt akbar fuq il-ħajja tal-għeja tal-pajp tat-tħaffir minn fattur wieħed. Taħt din il-kundizzjoni tal-akkoppjar, il-ħajja tal-għeja tal-pajp tat-tħaffir tat-titanju għad għandha vantaġġ akbar minn pajpijiet tat-tħaffir oħra.
Fig.3 Kurvi tal-għeja tal-kampjuni tal-pajp tat-tħaffir G105, S135, V150 u Ti taħt kundizzjonijiet tax-xogħol differenti
Chen et al. uża teknoloġija ġdida ta 'ossidazzjoni tal-mikro-ark ta' trattament tal-wiċċ biex iżżid konċentrazzjonijiet differenti ta 'tungstate tas-sodju mas-soluzzjoni ta' ossidazzjoni biex twettaq ossidazzjoni mikro-ark fuq il-wiċċ tal-pajp tat-tħaffir tal-liga tat-titanju TC4. Studji wrew li d-doping tat-tungstenu jista 'jtejjeb b'mod effettiv l-ebusija u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-pajp tat-tħaffir tal-liga tat-titanju TC4. U meta l-konċentrazzjoni tat-tungstate tas-sodju hija 3 g/L, il-prestazzjoni komprensiva tas-saff ta 'ossidazzjoni tal-mikro-ark fuq il-pajp tat-tħaffir tal-liga tat-titanju hija l-aħjar.
Fil-qosor, il-ħajja tal-għeja tal-korrużjoni tal-pajp tat-tħaffir tal-liga tat-titanju f'temperatura għolja u ambjent ta 'kubrit għoli hija aħjar minn dik tal-pajp tat-tħaffir tal-azzar, u t-trattament tal-wiċċ tal-liga tat-titanju TC4 jista' jtejjeb b'mod effettiv l-ebusija u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-pajp tat-tħaffir. Madankollu, għad hemm ftit studji dwar it-titjib tar-reżistenza għall-korrużjoni tal-pajp tat-tħaffir tal-liga tat-titanju permezz ta 'trattament tal-wiċċ, li jipprovdi wkoll direzzjoni għal riċerka futura.
2. Kejsing taż-żejt tal-liga tat-titanju
Wang et al. studja l-materjal tal-liga tat-titanju TC4 li jista 'jintuża bħala casing taż-żejt. Sabu li f'ambjent ta 'korrużjoni aċiduża, hemm korrużjoni elettrokimika lokali fuq il-wiċċ ta' liga TC4, prinċipalment korrużjoni tal-pitting. Fil-fluwidu tat-tlestija li fih is-CO2, il-grad ta 'korrużjoni ta' liga TC4 huwa aktar serju, iżda r-reżistenza għall-korrużjoni hija aħjar fl-ilma tal-formazzjoni li fih is-CO2. Fiż-żewġ midja korrużivi li fihom CO2-hawn fuq, liga TC4 għandha reżistenza eċċellenti għall-qsim tal-korrużjoni tal-istress. Meta mqabbel mal-ambjent terrestri, il-liga TC4 hija aktar sensittiva għall-qsim tal-korrużjoni tal-istress fl-ambjent tal-baħar fond.
Fl-istess ħin, Wang et al. studjat ukoll il-mekkaniżmu tar-reżistenza għall-korrużjoni ta 'liga tat-titanju TC4 taħt kundizzjonijiet differenti ta' tagħbija ta 'tensjoni u sabet li ħofor dehru fuq il-wiċċ tal-kampjun mgħobbi bi stress elastiku, iżda l-grad ta' pitting kien relattivament ħafif, u s-saff tal-film tal-wiċċ wera semikondutturi tat-tip n proprjetajiet u kellhom permeabilità selettiva katjoni. Meta l-fosos tal-wiċċ tal-kampjun soġġetti għal stress tal-plastik kienu aktar profondi u usa ', u t-tip semikonduttur tas-saff tal-film tal-wiċċ ġie trasformat f'tip p, anjoni bħal Cl- u CO32- ġew adsorbiti u meqruda aktar faċilment il-film protettiv, u kkuntattjat mas-sottostrat permezz tal-film protettiv, li jirriżulta fi tnaqqis fir-reżistenza għall-korrużjoni tal-liga tat-titanju TC4.
Fil-preżent, il-kundizzjonijiet tax-xogħol tal-oqsma taż-żejt u tal-gass mhux konvenzjonali huma ħorox. It-temperatura għolja tnaqqas is-saħħa tar-rendiment u l-modulu elastiku tat-tubi u l-kisi, u pressjoni għolja se żżid il-pressjoni tat-tubi u l-kisi. Taħt l-azzjoni ta 'H2S, CO2 u Cl- waħedhom jew flimkien, il-korrużjoni tat-tubi u l-kisi qed issir dejjem aktar serja. It-tubi u l-kisi tal-liga tat-titanju jistgħu jsolvu b'mod effettiv il-problema tal-falliment tal-korrużjoni ta 'downhole, iżda r-riċerka attwali dwar ir-reżistenza għall-korrużjoni tat-tubi u l-kisi tal-liga tat-titanju għadha mhux kompluta u teħtieġ aktar riċerka.
3. Pajpijiet tal-bjar taż-żejt tal-liga tat-titanju
Schutz et al. qabbel ir-reżistenza għall-korrużjoni ta 'kordi tal-pajpijiet tal-liga UNS R55400 ma' kordi oħra tal-pajp ta 'liga tat-titanju oilfield. Id-dejta tat-test tal-korrużjoni tal-laboratorju tal-iżvilupp tal-pipeline UNS R55400 wriet li l-liga tat-titanju kienet tejbet ir-reżistenza għall-SSC u l-pitting lokali u l-korrużjoni tal-xquq f'ambjenti tal-ilma b'ħafna aċidużi u mhux aċidużi b'ħafna klorur relatati mal-industrija taż-żejt.
It-Tabella 2 turi l-limiti approssimattivi tas-servizz ambjentali ta 'tipi differenti ta' ligi tat-titanju f'ambjenti taż-żejt differenti. Wieħed jista 'jara li l-ligi tat-titanju UNS R55400 u UNS R56404 għandhom l-aħjar prestazzjoni f'ambjenti tal-ilma b'ħafna klorur aċiduż u mhux aċiduż, u l-ogħla saħħa hija liga tat-titanju UNS R58640 beta.
Wei et al. studja l-effett tat-temperatura tal-ittemprar fuq l-evoluzzjoni tal-mikrostruttura u l-imġiba tal-korrużjoni tal-liga tat-titanju Ti-Mo fl-aċidu idrokloriku. Sabu li meta t-temperatura ta 'l-ittemprar qabżet it-850 grad, il-films ta' passivazzjoni MoO3 u TiO2 iffurmati fuq il-wiċċ tad-dissoluzzjoni aċċellerata tal-liga tat-titanju, ir-rata ta 'korrużjoni żdiedet, u ġew iffurmati ċelloli mikrogalvaniċi -phase u -phase. Barra minn hekk, il-film tal-passivazzjoni juri proprjetajiet semikondutturi tat-tip n li huma indipendenti mit-temperatura tal-ittemprar.
Permezz tar-riżultati tar-riċerka ta 'hawn fuq, jinstab li t-temperatura tal-ittemprar, aċidu għoli, u ambjent tal-ilma b'ħafna klorur mhux aċiduż se jaffettwa r-reżistenza għall-korrużjoni tal-ligi tat-titanju. Din il-konklużjoni għandha sinifikat ta 'gwida għall-ottimizzazzjoni tal-materjali tal-liga tat-titanju fil-futur.
