Сталь
Иллюстрации
Реферат
(72) Авторы изобретения и В.Л. Метепьков, H.Ä. Шавкунов, О.И. Новикова, Н.И. Панова, И.П. Адиев и В.К. Лаптев
3 (73 ) .заявитепн, (54) СТАЛЬ
0,12-0,1 8
1,5-2,0
1,3-1,5
Изобретение относится к металлургии, в частности к сталям, имеющим повышенную коррозионную стойкость к общей коррозии и сульфидному растрескиванию и иопользуемым при производстве труб, рабоS тающих в активных средах, содержащих например, сернистые соединения.
Известны стали, используемые для из готовления труб нефтяного сортамента, Например сталь 36Г2С Ц и сталь 45(2).
Однако эти стали не обладают доста. точной коррозионной стойкостью в актив ных средах, содержащих обычные для нефтепродуктов сернистые соединения.
Наиболее близкой.к изобретению по тех,нической сущности и достигаемому эффек-, ту является сталь(3, содержащая, вес. %а
Углерод 0,20-0,45
Марганец 0,60-1,40
Кремний 0,80-2,50
Хром До 1,0
Молибден До 0,50
Ванадий До 0,50
Никель До 0,50
Алюминий До 0,03
Сера До 0,05
Фосфор До 0,07
Железо Остальное
Эта сталь обеспечивает сопротивление коррознонному воздействию в сероводородосодержащих средах и высокий уровень механической прочности. Однако этот высський уровень может быть достигнут лишь в результате закалки в воде с последующим отпуском, что существенно повышает стоимость изготавливаемых иэделий.
Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости и сопротивления коррозионному растрескива нию.
Для достижения указанной цели сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, алюминий, фосфор и железо, допо ънительно содержит титан, церий и сурьму при следующем соотношении компонентов, в вес. % .
Углерод
Марганец
Кремний
Хром 0,1-0,5
Алюминий 0,1-0,5
Фосфор 0,03-0,1
Титан 0,1-0,2
Берий 0,01-0,05 5
Сурьма 0,01-0,05
Железо Остальное
Стойкость предлагаемой стали в агрео-, сивных сероводородосодержаших средах определяли в водных соленасышенных расч .10
«ворах нефтегазоносных районов с прояв лением сероводорода (ионный состав, г/л:
НСО 0,329, 50g -1,393, С 158,11, . М," -1.459, Са . 5,210, (аа К )
94,995, 11 $ --340, уд. вес 1,168 r/ñì, pH=6,3) - среда 1 и в растворе, имитирующем водные соленасыщенные растворы нефтегазоносных месторождений Азербайджанской ССР и Грозненской области с проявлением сероводорода (3% )аС8 20
3000 мг/л Н, 5, 10% ИС ) - сре- . да 2.
В среде 1 испытывали образцы размером 2 к 8 1 00 мм весовым методом на общую коррозию, в среде 2 — цилинд- 2 рические образцы длиной 1 20 мм, диаметром 10 мм с концентратором напряжения (глубина надреза 1 мм, радиус в вершине надреза 0,1 мм) на стойкость к сульфидному растрескиванию. Стойкость 30 к сульфидному растрескиванию в среде 2 определяли при напряжении 50 кгс/мм
1 (-095, ).
В таблице 1 представлены результаты испытаний на общую коррозию в среде 1 образцов 2 к 8 к100 мм, изготовленных из предлагаемой и известной сталей..
Как видно из табл. 1, в среде 1 стойкость образцов к общей коррозии из пред- 40 лагаемой стали примерно в 1,4 раза выше, чем у известной стали.
В табл. 2 представлены результаты испытаний на сульфидное растрескивание в среде 2 цилиндрических образцов с кон- 45 центратором. напряжения, изготовленных из предлагаемой и известной сталей.
Как видно из табл. 2, образцы из предлагаемой стали в среде 2 не разрушались при выбранной базе испытания 250 ч.
Приведенные данные свидетельствуют о высокой стойкости предлагаемой стали как к обшей коррозии, так и к сульфидному растрескиванию в соленасьпценных растворах, содержащих сероводород.
Расчет экономической эффективности проведен по "Методике определения экономической эффективности использования
5 4 при строительстве нефтяных и газовых скважин новой техники и технологических процессов, изобретений и рационализаторс ких предложений".
Основная формула для расчета годовой экономической эффективности (б Ь»ЕР» E„l lU,-U») — E» K»-К» ) „
rue 3 и 3 -приведенные затраты еди-.
0. ницы, соответственно, базового и нового средства труда, руб. л и ° р — коэффициент учета роста производительности единицы нового средства труда по сравнению с базовым; р,, +Еи коэффициент учета измене + и ния срока службы нового средства труда по сравне нию с базовым;
U»-4-Е» Кт-к» -екокомия потребителя ие
Р,Е, р»Е» текуаих иеаержкек екоплуетации и отчислениях от.. сопутствующих капитальных вложений за весь срок службы нового средства труда по сравнению с базовым, руб,,;
Д - годовой объем производсти ва нового средства труда в расчетном году, т.
Таким образом, годовая экономическая эффективность на скважину глубиной
4000 м для насосно-компрессорных труб составит: где 52555 и 72771,24 - стоимость подвески труб базового и нового вариантов, руб,;
7,5 и 8 - срок службы труб базового и нового вариантов, г,;
18384 и 1650 - годовые эксплуатацион ные издержки на одну скважину при использовании труб базового и нового варианта, руб.
Годовая экономическая эффективность на тонну насосно-компрессорных труб wa скважин глубиной 4000 м, оборудованных новыми трубами, составит:
755 42054,5 руб. т
55,64 т где 55,64 т — вес подвески труб.
Годовая экономическая эффективность на потребность 10000 т составит
7,558,000 руб.
899705
Таблипа1
Равномерная коррозия по всей поверхности
1,32
1,80
Известная плавка 1 плавка 2
Таблица 2
Среда 2 (соленасьпценный раствор нефтегазонос-.ых месторождений с сероводородом) Предлагаемая плавка 1
250
Не разрушился
Не разрушился плавка 2
250
Известная плавка 1
163
Разрыв образца
Разрыв образца плавка 2
Составитель С. Деркачева
Техред Л. Пекарь
Корректор Л. Шеньо
Редактор В. Данко
Подписное
Заказ 1 2092/37 Тираж 656
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
5 оск — P ск б 4
Филиал ППП "Патент, г. Ужгород., ул. Проектная, 4
Предлагаемая Среда 1 (соле плавка 1 насыщенный раплавка 2 створ нефтегазоносных районов) Формула изобр етения
Сталь, содержашая углерод, марганец, кремний, хром, алюминий, фосфор и железо, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, 35 с целью повышения коррозионной стойкости и сопротивления коррозионному растрескиванию, она дополнительно со держит титан, церий и сурьму при следун шем соотношении компонентов, вес. %:
Углерод 0,12-0,1 8
Марганец 1,5-2,0
Кремний 1,3-1,5
Хром 0,1-0.5
2,06 Коррозия носит ло2,1 9 кальный характер, следы питтингов
Алюминий 0,1-0,5
Фосфор 0,03-0,1
Титан 0,1-0,2
Церий 0,01-0,05
Сурьма 0,01-0,05
Железо Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Сталь марки 36Г2С, .
ГОСТ 5058-65.
2. Сталь марки 45. ГОСТ 1050-74.
3. Патент Франции % 2107804, кл. Е 21 В 17/рр, С 22 С 38/00, 1 972.