Primerjava korozijskih in mehanskih lastnosti jekla 9Cr in jekla 20CrMo za palico v kislinski raztopini
S povečanjem življenjske dobe rudarjenja večjih naftnih polj na Kitajskem, razvojem razvoja nafte in plina na morju ter spodbujanjem visokotlačne tehnologije izkoriščanja naftnih polj se servisno okolje sesalne palice razvija proti globokim vodnjakom, močni koroziji, težkim olje in tako naprej, kontaktno okolje pa je vedno slabše. Glavni mehanizem korozije palic vključuje elektrokemično korozijo, korozijo s CO2 in korozijo s H2S itd. Oblike korozije so v glavnem razdeljene na enotno korozijo in lokalno korozijo, med katerimi je lokalna korozija predvsem korozijska razpoka, jamičasta korozija in jamičasta korozija. Zlasti v okolju naftnih vrtin, ki vsebuje H2S, se palica 20CrMo običajno uporablja za izdelavo palice. Vendar pa zaradi nezmožnosti izpolnjevanja povpraševanja po ultra visoki trdnosti in visoki korozijski odpornosti še naprej prihaja do nesreč z zlomi, kar resno vpliva na proizvodnjo surove nafte, poveča stroške remonta vrtine in poveča stroške pridobivanja nafte.
Cr je razmeroma poceni legirni element, ki izboljša odpornost jekla proti koroziji s kislino in klorom. Z zmanjšanjem vsebnosti C, Mn, S in P so raziskovalci močno povečali vsebnost elementa Cr, da bi raziskali in razvili paličasto jeklo - 9Cr z nizko vsebnostjo C, visoko vsebnostjo Cr. Glede na pomanjkljivost obstoječe visoke trdnosti in nove ultravisoke odpornosti proti koroziji sesalne palice v okolju H2S so bile lastnosti proti korozijskemu razpokanju H2S jekla 20CrMo in novega jekla 9Cr karakterizirane in primerjane s preskusom popolne potopitve v kislo raztopino in počasnim deformacijo. stopnja nateznega preskusa.
Nova vrsta jekla 0.08C-9Cr (v nadaljevanju jeklo 9Cr), ki se uporablja za črpalno palico, je bila zasnovana z vakuumskim indukcijskim taljenjem. Gredica za ulivanje je bila držana pri 1200 stopinjah 1 uro in nato kovana v okroglo palico s Φ25,4 mm. Končna temperatura kovanja je bila 900 stopinj, zrak pa se je po kovanju ohladil na sobno temperaturo. Primerjalni material je bilo jeklo 20CrMo, uporabljeno v GB/T26075-2010 standardni palici D, ki je bilo vzorčeno neposredno iz končne palice.
Postopek toplotne obdelave okrogle palice iz jekla 9Cr: segrevanje na 860 stopinj za 20 minut, nato zračno hlajenje na sobno temperaturo, kaljenje pri 200 stopinjah 1 uro, zračno hlajenje na sobno temperaturo. Postopek toplotne obdelave jekla 20CrMo je kaljenje pri 880 stopinjah in kaljenje pri visoki temperaturi pri 500 stopinjah. Primerjalni test prinaša naslednje zaključke:
(1) Rezultati preskusa potopitve v raztopino NACE in rezultati vgradnje kažejo, da je korozijska odpornost jekla 9Cr očitno boljša od odpornosti jekla 20CrMo. Stopnja korozije jekla 9Cr je ostala stabilna skozi celotno stopnjo potopnega preskusa. Hitrost korozije jekla 20CrMo na začetni stopnji potopitve je podobna kot pri jeklu 9Cr, s podaljševanjem časa namakanja pa stopnja korozije še naprej narašča, kar je bistveno višje kot pri jeklu 9Cr.
(2) Rezultati nateznega preskusa počasne stopnje deformacije v okoljski raztopini H2S kažejo, da sta natezna trdnost in pretržni čas jekla 9Cr višja kot pri jeklu 20CrMo, vendar je krčenje njegovega preseka bistveno manjše kot pri jeklu 20CrMo. Odpornost jekla 9Cr na stresno korozijsko razpokanje z vodikovim sulfidom je slaba, glavni razlog je uporaba nizkotemperaturnega kaljenja, večja trdnost.
