Những thông số kỹ thuật nào áp dụng cho Alloy 718?

Hợp kim 718 (Inconel 718, UNS N07718, 2.4668) đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực do hiệu suất và tính khả dụng cao của nó ở nhiều dạng sản phẩm.

Hợp kim niken-chromium có lẽ là hợp kim dựa trên niken được sử dụng rộng rãi nhất. Chúng được đặc trưng bởi khả năng chống ăn mòn tuyệt vời ở cả hai phòng và nhiệt độ cao - chúng tạo thành một màng bảo vệ ngăn chặn quá trình oxy hóa và duy trì tính chất cơ học của chúng trong phạm vi nhiệt độ rộng. Ngoài ra, họ có thể đạt được sức mạnh và độ bền tuyệt vời thông qua việc tăng mức độ xử lý nhiệt (lão hóa).

Lịch sử hợp kim 718
Alloy 718 được biết đến nhiều nhất là Inconel, tên thương mại của Tập đoàn kim loại đặc biệt, người khởi tạo gia đình của các lớp. Inconel 718 có lẽ là lớp nổi tiếng và đầy đủ nhất trong gia đình hợp kim. Nó được giới thiệu vào những năm 1960 và ban đầu được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ, nhưng sau đó được ngành công nghiệp dầu khí áp dụng do nguồn cung thị trường phong phú của nó. Điều này có liên quan đến sự di chuyển của các giếng ngoài khơi, tăng độ sâu khoan và nhiệt độ cao hơn, áp lực và chất gây ô nhiễm ăn mòn.

Các hợp kim dựa trên niken khác, chẳng hạn như Hastelloy C276 và Inconel 625, trong khi chống ăn mòn đủ, không đủ mạnh mà không cần làm việc lạnh. Thép không gỉ martensitic bị giới hạn bởi khả năng của chúng trong việc hấp thụ hydro và nứt ăn mòn căng thẳng. Do đó, Inconel 718 đã nhanh chóng trở thành lựa chọn mặc định cho nhiều thành phần chịu áp suất và tải trong môi trường khắc nghiệt.

Kết quả là, 718 hợp kim bao gồm một loạt các thông số kỹ thuật. Đối với các ứng dụng trong thị trường dầu khí, các tiêu chuẩn chính được xem xét là API 6A, API 6A CRA và NACE MR1075 - ISO 15156. Đối với các ứng dụng hàng không vũ trụ, các tiêu chuẩn như AMS 5662 và AMS5663 có xu hướng thống trị.

API 6A
Còn được gọi là ISO10423 - ban đầu được xuất bản vào năm 1994 và được sửa đổi cuối cùng vào năm 2018.

API là Viện Dầu khí Hoa Kỳ (API). Hiệp hội công nghiệp được thành lập vào năm 1919 để thúc đẩy sự an toàn trong ngành công nghiệp khí đốt và dầu khí toàn cầu. Một trong những hoạt động chính của nó là tập hợp các chuyên gia trong lĩnh vực này để phát triển và duy trì các tiêu chuẩn bao gồm các tài liệu và thực hành vận hành.

Thông tin thêm về API 6A
Tiêu đề của tiêu chuẩn-"Ngành dầu khí và khí đốt tự nhiên-Thiết bị khoan và sản xuất-Đặc điểm kỹ thuật cho các van, đầu giếng và thiết bị cây thông Noel"-cho thấy các ứng dụng dự định cho hợp kim hiệu suất cao này.

Một đầu giếng là một loạt các thành phần nằm trên bề mặt của một giếng dầu và khí phục vụ như một giao diện cho các thiết bị khoan và sản xuất. Do đó, nó phải có khả năng chịu được áp lực của dầu và khí trong giếng và có đủ sức mạnh để hỗ trợ các thiết bị khác nhau được kết nối với nó. Sau khi khoan hoàn thành, đầu giếng hoàn thành kết nối với hồ chứa dầu khí và đường ống. Kiểm soát áp lực bề mặt được cung cấp bởi cây thông Noel.

Trong lĩnh vực dầu khí, cây thông Noel đề cập đến việc thu thập các van, đệm và phụ kiện được sử dụng để kiểm soát dòng chảy vào và ra khỏi giếng dầu, và cũng là phần chính của đầu giếng. Nó cũng có thể lưu trữ các chức năng khác, chẳng hạn như tiêm hóa chất, phát hiện hoặc giám sát các điều kiện, dòng chảy và nhiệt độ khác nhau.

Các thành phần cụ thể chi tiết trong tiêu chuẩn này bao gồm:

Thiết bị đầu giếng - Vỏ vỏ đầu, đệm đầu vỏ, ống đầu ống, đệm chuyển tiếp, vỏ đầu nhiều tầng và đệm;
Đầu nối và phụ kiện - đầu nối chuyển tiếp, bộ điều hợp đầu ống, đầu nối hàng đầu, tees và chéo, thiết bị lấy mẫu chất lỏng, bộ điều hợp và bộ đệm cách ly;
Móc treo vỏ và ống - móc treo trục gá, móc treo trượt
Van và cảm giác lạnh-van đơn, nhiều van, van hoạt động, van được thực hiện sẵn
Khớp - khớp cổ hàn, khớp mù, khớp nối, bộ chuyển đổi và khớp đệm, phích cắm lớn, phích cắm loại bỏ van
Các thiết bị khác - Bộ truyền động, trung tâm kẹp, thiết bị thâm nhập ranh giới áp suất, miếng đệm hình khuyên, công cụ chạy và kiểm tra, lót ống lót
Tiêu chuẩn này bao gồm thiết bị hoạt động trong các điều kiện khác nhau; Áp lực nằm trong khoảng từ 2, 000 psi đến 20, 000 psi (13.8 - 138MPa) và nhiệt độ nằm trong khoảng từ -60 (-75 độ f) đến 121 độ (250 độ f).

Tiêu chuẩn này tập trung nhiều hơn vào các tiêu chí thiết kế cho các thành phần hơn là tính chất vật liệu của các kim loại được chỉ định. Như vậy, nó được sử dụng cùng với API 6A CRA và NACE MR -0175.

API 6A CRA
Tiêu chuẩn này được xuất bản lần đầu tiên vào năm 2015, nhưng dựa trên các tiêu chuẩn như API 6A718 từ năm 2004.

Tên của tiêu chuẩn là "Hợp kim Niken-Base có thể làm cứng tuổi cho các thiết bị sản xuất và khoan khí đốt tự nhiên." Bổ sung API 6A, nó bao gồm một nhóm hợp kim hiệu suất cao, đặc biệt là hợp kim niken có thể làm cứng tuổi, bao gồm Hợp kim 718, Hợp kim 725 (Inconel 725, UNS N07725) và Alloy 925 (INCONEL 925, UNS N09925)

Từ quan điểm của nhà cung cấp vật liệu, nó bao gồm các khía cạnh phù hợp nhất của các tính chất kim loại: quy trình sản xuất, thành phần hóa học, tính chất cơ học, cấu trúc vi mô và điều kiện thử nghiệm.

NACE
MR0175 - ISO 15156-3

NACE MR 0175 (kim loại kháng với vết nứt ăn mòn do sunfua và vết nứt ăn mòn căng thẳng trong môi trường mỏ dầu chua), viết tắt của NACE MR 0175, chỉ định các loại vật liệu chống ăn mòn có thể được sử dụng trong môi trường mỏ dầu cụ thể.

Một tính năng độc đáo của tiêu chuẩn này là nó chỉ định các giới hạn cho độ cứng vật liệu, vì đây là phép đo vật liệu duy nhất có thể được thực hiện trong trường để xác minh các thông số kỹ thuật vật liệu. Mặc dù hạn chế này, độ cứng có mối tương quan hợp lý với các tính chất cơ học tổng thể và được áp dụng cho cả vật liệu gốc và bất kỳ mối hàn nào.

Cho rằng tiêu chuẩn chỉ tập trung vào vết nứt ăn mòn căng thẳng sulfide, nó không giải quyết được sự ăn mòn chung hoặc các vấn đề rỗ. Tương tự như vậy, nó không chỉ định các thuộc tính cơ học tối thiểu, các quy trình sản xuất bắt buộc hoặc tiêu chí thử nghiệm chung và do đó không cung cấp một công cụ lựa chọn hoàn chỉnh. Tuy nhiên, nó là một bổ sung hữu ích cho các tiêu chuẩn nhà cung cấp khác như API và do đó thường được sử dụng cùng với API.

Các giới hạn ngưỡng hydro sunfua được phát triển dựa trên sự kết hợp của kinh nghiệm thực tế và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Tiêu chuẩn đã phát triển theo thời gian và các giới hạn hoạt động và yêu cầu vật liệu đã thay đổi đáng kể. Tiêu chuẩn cũng cung cấp hướng dẫn cho việc lựa chọn và đặc điểm kỹ thuật của vật liệu khi vượt quá ngưỡng hydro sunfua. Điều này cho phép thử nghiệm "Thể hình cho mục đích" để xác định mức độ chấp nhận được cho một ứng dụng cụ thể.

NACE MR0175 hiện được xuất bản và duy trì dưới dạng ISO 15156-3.

AMS 5662 và AMS 5663.
AMS là viết tắt của "Đặc điểm kỹ thuật vật liệu hàng không vũ trụ" và bao gồm một loạt các tiêu chuẩn được duy trì bởi Hiệp hội Kỹ sư ô tô (SAE), mặc dù tên, bao gồm các ứng dụng trong các lĩnh vực hàng không vũ trụ, ô tô và xe thương mại.

AMS 5662 là đặc điểm cơ sở cho hợp kim 718 ("Hợp kim niken, ăn mòn và kháng nhiệt, thanh, rèn và nhẫn") thường được sử dụng trong thị trường hàng không vũ trụ. Nó chỉ có sẵn trong giải pháp điều kiện ủ, do đó độ bền và độ cứng của nó tương đối thấp (20-25 HRC) so với các giải pháp phổ biến hơn điều kiện ủ và tuổi.

Kết quả là, sức mạnh và độ cứng trong điều kiện già được tăng lên đáng kể so với hợp kim 718 trong điều kiện già, và nó dễ dàng hơn với máy. Đối với một số bộ phận, tốt nhất là máy kim loại trong điều kiện này trước khi xử lý nhiệt, hoặc ít nhất là bằng chứng là nó để đạt được các tính chất cơ học mong muốn, và sau đó hoàn thành quá trình hoàn thiện.

AMS 5662 thường được "kiểm tra khả năng" để chứng minh rằng nó có thể đáp ứng các yêu cầu của đặc tả AMS 5663 khi chịu nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt thích hợp.

AMS 5663 sử dụng các sản phẩm giống như AMS 5662, nhưng cải thiện đáng kể các tính chất cơ học thông qua xử lý nhiệt có kiểm soát gọi là lão hóa. Các tính chất cơ học tương đương với API 6A CRA.

Tìm hiểu thêm về hợp kim 718
Gnee Steel cung cấp đầy đủ các hợp kim chống ăn mòn dựa trên niken (CRA), bao gồm 718 hợp kim. Phạm vi cổ phiếu của chúng tôi bao gồm các thanh từ đường kính từ ½ inch đến 10 inch, đáp ứng các tiêu chuẩn API 6A, API 6A CRA và NACE MR -1075.