Astudio Ymwrthedd Cyrydiad Pibell Ffynnon Olew Titaniwm Aloi
Hanfod ymwrthedd cyrydiad aloi titaniwm yw bod titaniwm yn elfen thermodynamig ansefydlog gyda photensial electrod safonol o ddim ond -1.63 V (electrod hydrogen safonol HSE). Felly, mae aloion titaniwm a thitaniwm yn hawdd iawn ffurfio ffilm ocsid arwyneb parhaus, trwchus a denau iawn mewn aer neu hyd yn oed ddŵr, sy'n cynnwys haen fewnol o Ti2O3 a haen allanol o TiO2, ac mae'n parhau i dewychu fel y adwaith redox yn mynd rhagddo. Mae'r ffilm ocsid sy'n gorchuddio wyneb yr aloi titaniwm yn rhwystro'r trosglwyddiad tâl adwaith ac yn lleihau neu'n atal diddymiad yr aloi titaniwm yn y cyfrwng cyrydol, gan arwain at goddefiad.
Fodd bynnag, mae gan aloi titaniwm botensial positif uwch nag aloion eraill. O'i gyfuno â gwahanol aloion, mae aloi titaniwm yn cael ei ddiogelu fel catod, sy'n cyflymu cyrydiad y metel cysylltiedig a gall arwain at ddifrod strwythurol. Felly, mae ysgolheigion domestig a thramor hefyd wedi cynnal ymchwil benodol ar ymwrthedd cyrydiad aloi titaniwm mewn pibellau drilio a chasin olew.
1. Pibell dril aloi titaniwm
Mae Peng et al. gwerthuso perfformiad blinder pibellau dril aloi titaniwm. Dangosodd y canlyniadau, mewn aer, gyda chynnydd gradd dur, y bydd bywyd blinder y bibell dril yn cael ei ymestyn, tra mewn mwd drilio, perfformiad blinder pibell dril aloi titaniwm yw'r gorau. Mae Ffigur 3a yn dangos cromliniau blinder gwahanol samplau pibell dril o dan fwd H2S tymheredd ystafell. Bydd presenoldeb mwd H2S yn lleihau bywyd blinder pob sampl pibell dril yn fawr, gan nodi bod gan y bibell drilio sensitifrwydd uchel i fwd H2S. Yn amgylchedd llaid H2S, mae bywyd blinder pibell dril aloi titaniwm yn sylweddol uwch na bywyd pibellau dril dur fel G105, S135 a V150. Mae Ffigur 3b yn plotio cromliniau SN gwahanol bibellau drilio mewn mwd H2S ar 100 gradd. O'i gymharu ag aer tymheredd ystafell, mae bywyd blinder samplau G105, S135, V150 a Ti yn cael ei leihau'n sylweddol. Mae ffactor cyplu mwd a thymheredd H2S yn cael mwy o effaith ar fywyd blinder pibell dril nag un ffactor. O dan y cyflwr cyplu hwn, mae bywyd blinder pibell dril titaniwm yn dal i fod â mwy o fantais na phibellau dril eraill.
Ffig.3 Cromliniau blinder o sbesimenau pibell drilio G105, S135, V150 a Ti o dan amodau gwaith gwahanol
Roedd Chen et al. defnyddio technoleg ocsidiad micro-arc trin wyneb newydd i ychwanegu crynodiadau gwahanol o tungstate sodiwm i'r ateb ocsideiddio i berfformio ocsidiad micro-arc ar wyneb pibell dril aloi titaniwm TC4. Mae astudiaethau wedi dangos y gall dopio twngsten wella'n effeithiol galedwch a gwrthiant cyrydiad pibell dril aloi titaniwm TC4. A phan fo crynodiad twngstate sodiwm yn 3 g/L, perfformiad cynhwysfawr yr haen ocsidiad micro-arc ar y bibell dril aloi titaniwm yw'r gorau.
I grynhoi, mae bywyd blinder cyrydiad pibell dril aloi titaniwm mewn tymheredd uchel ac amgylchedd sylffwr uchel yn well na phibell dril dur, a gall triniaeth wyneb aloi titaniwm TC4 wella caledwch a gwrthiant cyrydiad y bibell dril yn effeithiol. Fodd bynnag, prin yw'r astudiaethau o hyd ar wella ymwrthedd cyrydiad pibell dril aloi titaniwm trwy driniaeth arwyneb, sydd hefyd yn darparu cyfeiriad ar gyfer ymchwil yn y dyfodol.
2. titaniwm aloi casin olew
Mae Wang et al. astudiodd y deunydd aloi titaniwm TC4 y gellir ei ddefnyddio fel casin olew. Canfuwyd, mewn amgylchedd cyrydiad asidig, fod cyrydiad electrocemegol lleol ar wyneb aloi TC4, yn bennaf yn gosod cyrydiad. Yn yr hylif cwblhau sy'n cynnwys CO2, mae gradd cyrydiad aloi TC4 yn fwy difrifol, ond mae'r ymwrthedd cyrydiad yn well yn y dŵr ffurfio sy'n cynnwys CO2. Yn y ddau CO uchod sy'n cynnwys cyfryngau cyrydol, mae gan aloi TC4 wrthwynebiad rhagorol i gracio cyrydiad straen. O'i gymharu â'r amgylchedd daearol, mae aloi TC4 yn fwy sensitif i gracio cyrydiad straen yn amgylchedd y môr dwfn.
Ar yr un pryd, Wang et al. astudiodd hefyd fecanwaith ymwrthedd cyrydiad aloi titaniwm TC4 o dan amodau llwytho straen gwahanol a chanfod bod pyllau'n ymddangos ar wyneb y sampl wedi'i lwytho â straen elastig, ond roedd gradd y pitting yn gymharol ysgafn, a dangosodd yr haen ffilm arwyneb n-math lled-ddargludydd eiddo ac roedd ganddo athreiddedd detholus catation. Pan oedd pyllau wyneb y sampl a oedd yn destun straen plastig yn ddyfnach ac yn ehangach, a thrawsnewidiwyd math lled-ddargludyddion yr haen ffilm arwyneb yn fath-p, roedd anionau fel Cl- a CO32- yn cael eu harsugnu a'u dinistrio'n haws. y ffilm amddiffynnol, a chysylltwyd â'r swbstrad trwy'r ffilm amddiffynnol, gan arwain at ostyngiad yn ymwrthedd cyrydiad aloi titaniwm TC4.
Ar hyn o bryd, mae amodau gwaith meysydd olew a nwy anghonfensiynol yn llym. Bydd tymheredd uchel yn lleihau cryfder cynnyrch a modwlws elastig tiwbiau a chasio, a bydd pwysedd uchel yn cynyddu pwysau tiwbiau a chasio. O dan weithred H2S, CO2 a Cl- yn unig neu gyda'i gilydd, mae cyrydiad y tiwbiau a'r casin yn dod yn fwy a mwy difrifol. Gall tiwbiau a chasio aloi titaniwm ddatrys y broblem o fethiant cyrydiad twll isaf yn effeithiol, ond mae'r ymchwil gyfredol ar wrthwynebiad cyrydiad tiwbiau a chasin aloi titaniwm yn dal yn anghyflawn ac mae angen ymchwil bellach.
3. pibellau ffynnon olew aloi titaniwm
Mae Schutz et al. o'i gymharu â gwrthiant cyrydiad llinynnau pibell aloi UNS R55400 â llinynnau pibell aloi titaniwm oilfield eraill. Dangosodd data prawf cyrydiad labordy datblygiad piblinell UNS R55400 fod yr aloi titaniwm wedi gwella ymwrthedd i SSC a chorydiad tyllu lleol a chorydiad agennau mewn amgylcheddau dŵr hynod asidig a di-asidig sy'n llawn clorid sy'n gysylltiedig â'r diwydiant maes olew.
Mae Tabl 2 yn dangos terfynau gwasanaeth amgylcheddol bras gwahanol fathau o aloion titaniwm mewn gwahanol amgylcheddau maes olew. Gellir gweld bod gan aloion titaniwm UNS R55400 ac UNS R56404 y perfformiad gorau mewn amgylcheddau dŵr asidig a di-asidig sy'n llawn clorid, a'r cryfder uchaf yw aloi titaniwm beta UNS R58640.
Mae Wei et al. astudio effaith tymheredd anelio ar esblygiad microstrwythur ac ymddygiad cyrydiad aloi titaniwm Ti-Mo mewn asid hydroclorig. Canfuwyd, pan oedd y tymheredd anelio yn uwch na 850 gradd, bod y ffilmiau goddefol MoO3 a TiO2 a ffurfiwyd ar wyneb yr aloi titaniwm yn diddymu'n gyflym, cynyddodd y gyfradd cyrydu, a ffurfiwyd celloedd microgalfanig -cyfnod a chyfnod. Yn ogystal, mae'r ffilm passivation yn dangos eiddo lled-ddargludyddion math n sy'n annibynnol ar dymheredd anelio.
Trwy'r canlyniadau ymchwil uchod, canfyddir y bydd tymheredd anelio, asid uchel, ac amgylchedd dŵr di-asidig clorid yn effeithio ar ymwrthedd cyrydiad aloion titaniwm. Mae gan y casgliad hwn arwyddocâd arweiniol ar gyfer optimeiddio deunyddiau aloi titaniwm yn y dyfodol.
