W standardzie API 5CT gatunek stali L80 obejmuje cztery różne poziomy: L80-1, L80-3Cr, L80-9Cr i L80-13Cr. Chociaż zasadniczo są na tym samym poziomie pod względem wytrzymałości, różnią się znacznie w kilku ważnych aspektach, w tym składzie chemicznym, właściwościach mechanicznych, odporności na korozję, scenariuszach zastosowań i kosztach produkcji. Wyjaśnimy teraz szczegółowo te różnice:
Różnice w składzie chemicznym
- Skład chemiczny L80-1: Jako standardowy gatunek stali L80 zawartość pierwiastków stopowych jest stosunkowo niska. Ogólnie rzecz biorąc, duże ilości pierwiastków stopowych, takich jak chrom, nie są celowo dodawane w celu poprawy odporności na korozję.
- L80-3Cr Skład chemiczny: Zawartość chromu wynosi około 2,8% - 3.2% i zawiera także pewną ilość molibdenu i innych pierwiastków stopowych.
- Skład chemiczny L80-9Cr: Zawartość chromu wynosi zazwyczaj około 8,5% - 9.5%, a zawartość węgla jest stosunkowo wyższa niż w przypadku L80-3Cr i wynosi około 0,25% - 0.35%. Zawartość pozostałych pierwiastków również różni się od L80-3Cr.
- L80-13Cr Skład chemiczny: Zawartość chromu waha się w granicach 12% - 13.5% i zwykle łączy się go z odpowiednią ilością molibdenu i niklu. Zawartość molibdenu wynosi zazwyczaj około 2% - 3%, a zawartość niklu może wynosić około 1% - 2%.
Porównanie właściwości mechanicznych
- Wytrzymałość: Wszystkie cztery należą do gatunku stali L80, o określonej minimalnej granicy plastyczności wynoszącej około 552 MPa. Jednakże w rzeczywistej produkcji, ze względu na wyższą zawartość pierwiastków stopowych, wytrzymałość L80-13Cr może być nieco wyższa niż wytrzymałość L80-9Cr i L80-3Cr; wytrzymałość L80-9Cr jest ogólnie wyższa niż wytrzymałość L80-3Cr; podczas gdy względna siła L80-1 jest niższa.
- Wytrzymałość i odporność na uderzenia: Pod tym względem najlepszą wytrzymałość i odporność na uderzenia wykazuje L80-13Cr, następnie L80-9Cr, następnie L80-3Cr, natomiast L80-1 ma stosunkowo słabszą udarność i odporność na uderzenia.
Analiza odporności na korozję
- L80-1: Stosunkowo słaba odporność na korozję, spełniająca podstawowe wymagania użytkowe w ogólnych środowiskach naftowych i gazowych. Jednakże w środowiskach zawierających media korozyjne, takie jak siarka i dwutlenek węgla, szybkość korozji będzie stosunkowo duża.
- L80-3Cr: Odporny na pewien stopień korozji wywołanej dwutlenkiem węgla oraz łagodnymi kwasami i zasadami. Jednak jego odporność na korozję jest ograniczona w-środowiskach korozyjnych o wysokim stężeniu i wysokim ciśnieniu.
- L80-9Cr: Zapewnia lepszą odporność na korozję w porównaniu do L80-3Cr, wykazując większą odporność na media korozyjne zawierające siarkę i dwutlenek węgla oraz może wytrzymać wyższe stężenia mediów korozyjnych i trudniejsze warunki pracy.
- L80-13Cr: Posiada doskonałą odporność na dwutlenek węgla, siarkowodór i jony chlorkowe oraz wykazuje dobrą odporność na korozję CO₂ w temperaturach poniżej 150 stopni, dzięki czemu nadaje się do bardziej złożonych i surowych środowisk korozyjnych.
Scenariusze zastosowań
- L80-1: Odpowiednie do odwiertów naftowych i gazowych o prostych warunkach geologicznych i niskim poziomie korozji, takich jak niektóre płytkie, konwencjonalne odwierty naftowe i gazowe o niskiej korozyjności.
- L80-3Cr: Nadaje się do odwiertów naftowych i gazowych o stosunkowo niskim poziomie korozji, takich jak niektóre płytkie odwierty lub obszary o niskiej zawartości czynników korozyjnych w formacji.
- L80-9Cr: Nadaje się do środowisk o umiarkowanym poziomie korozji i może być stosowany w niektórych odwiertach ropy i gazu zawierających pewne ilości czynników korozyjnych, takich jak siarkowodór i dwutlenek węgla. Ma również pewne zastosowania w głębokich i bardzo głębokich studniach.
- L80-13Cr: powszechnie stosowany w odwiertach naftowych i gazowych w środowiskach silnie korozyjnych o dużej zawartości siarki, dwutlenku węgla i chlorków, takich jak głębinowe- pola naftowe i gazowe oraz pola gazowe o wysokiej kwasowości; nadaje się również do głębokich i bardzo głębokich studni-o skomplikowanych środowiskach o wysokiej-temperaturze, wysokim ciśnieniu i korozyjnym.
Porównanie kosztów produkcji i cen
- L80-1: Ze względu na stosunkowo prosty proces produkcji i niższe koszty elementów stopowych, koszty produkcji i cena są również stosunkowo niskie.
- L80-3Cr: Koszt produkcji i cena są wyższe niż L80-1, ale niższe niż L80-9Cr i L80-13Cr.
- L80-9Cr: Ze względu na wysoką zawartość chromu, trudności w produkcji i koszty są również wyższe, więc jego cena jest stosunkowo wysoka.
- L80-13Cr: Dzięki wysokiej zawartości chromu i konieczności dodawania innych cennych pierwiastków stopowych proces jego produkcji jest ściśle kontrolowany, co skutkuje najwyższymi kosztami wytworzenia i odpowiednio najdroższym produktem.
