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耐蚀合金油井管的应用及其发展

发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com 更新时间：2015-12-18

美国石油学会（API）颁布了新标准ANSI/API Specification 5CRA，将耐蚀合金油井管分为4组：第1组为马氏体不锈钢，第2组为铁素体-奥氏体不锈钢（双相钢和超级双相钢），第3组为铁镍基奥氏体合金，第4组为镍基奥氏体合金。

镍基合金管不仅在石油、化工、煤炭开发、火力发电站、核电站等诸多领域应用非常广泛，而且在油气开发上的作用日益凸显。随着国内一些地质和井况条件恶劣的油气田相继投入使用，要求管材具有优异的高压条件下的抗H2S、CO2高温腐蚀性能。普通油井管包括13Cr等高铬马氏体不锈钢管材已无法满足使用条件，迫切需要高抗腐蚀性能的油井管。国际市场上此类产品基本被垄断，价格不菲，且供货周期长，国内的耐蚀合金油井管还处于刚起步阶段，目前能够供货的主要是天津钢管集团股份有限公司和宝钢特钢有限公司。

2010年2月，美国石油学会（API）颁布了新标准ANSI/API Specification 5CRA，将耐蚀合金油井管分为4组：第1组为马氏体不锈钢，第2组为铁素体-奥氏体不锈钢（双相钢和超级双相钢），第3组为铁镍基奥氏体合金，第4组为镍基奥氏体合金。

镍基合金管在国内外受到广泛重视，日本新日铁住金公司、美国Special Metals、阿根廷Tenaris、瑞典Sandvik以及我国的宝钢特钢有限公司、天津钢管等国内外钢管企业都先后建立了自己的镍基合金管生产体系。表1为国内外镍基合金油套管的生产厂家及产品(部分)。

表1 国内外镍基合金油套管的生产厂家及产品(部分)

生产厂	产品
Special Metals	Incoloy Alloy 028，Incoloy Alloy 825，Incoloy Alloy G3，Incoloy Alloy C276
新日铁	SMC276，SM2060，SM2050，SM2550，SM2535，SM2242等
Tenaris	Alloy28，Alloy29，G3，C-276，Alloy825等
Sandvik	Sanicro41，Sanicro28等
宝钢特钢	BG2532，BG2830，BG2250，BG2242，BG2235等
天津钢管	TDJG3，TDJ2535，TDJ028等

国内外大量的试验证明，耐蚀合金的耐蚀性能随着Cr、Ni含量的增加而提高。美国Special Metals公司研究了高含硫以及Cl-1、CO2条件下的镍基耐蚀合金Incoloy Alloy 028（N08028），Incoloy Alloy 825（N08825），Incoloy Alloy G3（N06985）等，试验条件参照了ISO 15156-3∶2009标准，得出了如下耐腐蚀性标准：N06985＞N08825＞N08028。

从工程技术上看，全面腐蚀相对局部腐蚀其危险性小些，而局部腐蚀危险极大。点蚀是一种腐蚀集中在金属（合金）表面数十微米范围内且纵深发展的腐蚀形式，影响点蚀的因素有合金成分、表面状态及介质的组成、pH值、温度等。

根据ISO 15156-3∶2009标准A.12，固溶镍基合金按合金含量分为5大类。在奥氏体合金中，对抗腐蚀性能影响最大的是Cr、Ni、Mo3种元素的含量，而且Cr和Mo对抗点蚀也起到关键作用。

目前，高端镍基合金油井管已实现了国产化，能够满足油田的要求从而替代进口产品，已成功在国内多个油田下井使用。然而对镍基合金的研究工作还需进一步展开，尤其对H2S、CO2、S0共同存在条件的腐蚀机理尚待深入研究。选材方面，主要参考ISO 15156-3∶2009标准，同时借鉴日本和欧洲等先进企业的选材指南，而国内尚未形成完整的理论体系。调整产品结构，提高产品档次，加大科研力度，是我国钢管行业的迫切要求。

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