CS215084B2

CS215084B2 - Method of making the objects resisting to the corrosion by the acid gases

Info

Publication number: CS215084B2
Application number: CS771816A
Authority: CS
Inventors: Norbert Niehaus; Herbsleb; Rolf Poepperling
Original assignee: Mannesmann Ag
Priority date: 1976-04-13
Filing date: 1977-03-18
Publication date: 1982-07-30
Also published as: FR2348275A1; BR7702279A; BE853481A; NO147217B; DE2616599C3; FR2348275B1; NO770224L; AR211954A1; NL7613619A; DE2616599B2; ATA903976A; SE7701171L; DE2616599A1; IT1084471B; GB1577783A; SE437383B; MX149365A; JPS52124411A

Description

Vynález se vztahuje na způsob výroby předmětů odolných proti korozi kyselými plyny zejména trubek, trubkových spojení a částí přístrojů.The invention relates to a process for the production of corrosion-resistant articles of acid gases, in particular pipes, pipe connections and apparatus parts.

Pro dCpravu, přepravu a zpracování kyselých plynů jako zemního plynu s obsahem sirovodíku a/nebo kysličníku uhličitého, jakož i výrobků z kyselých plynů, například sirných sloučenin, se používají trubky a součásti zhotovené z nelegované nebo nízce legované tepelně zpracované oceli. Tyto materiály mají malou odolnost proti korozi, a to celkové korozi, podléhají důlkové korozi slučováním prvků, jakož i vodíkové trhlinkové korozi, vznikají cí pod napětím. Tyto druhy koroze se projevují buď jednotlivě, nebo společně. Ke zvýšení provozní spolehlivosti součástí, vyrobených z uvedených oceli, se provádějí různá opatření, jako sušení plynů, přidávání inhibitorů a zvyšování hodnoty pH. Tato opatření se provádějí buď jednotlivé, nebo se kombinují.Pipes and components made of unalloyed or low-alloy heat-treated steel are used for the preparation, transport and processing of acid gases such as natural gas containing hydrogen sulphide and / or carbon dioxide, as well as products made of acid gases such as sulfur compounds. These materials have low corrosion resistance, namely total corrosion, are subject to pitting corrosion by the combination of elements, as well as to the stress cracking hydrogen cracking. These types of corrosion occur either individually or together. Various measures have been taken to increase the operational reliability of the parts made of the steel, such as drying the gases, adding inhibitors and increasing the pH. These measures shall be implemented either individually or in combination.

Při dopravě kyselého plynu jsou uvedené materiály převážně napadány velkoplošnou místní korozí. Tato koroze se projevuje v prstencové mezeře mezi trubkou a nákružkem a to zejména při použití prostředků, jež rozpouštějí síru, nebo zabraňují jejímu vysrážení. Příčinou této koroze je pravděpodobně vytváření velkoplošných makroprvků, jejich působení narůstá s hloubkou vrtu, a tím i narůstající teplotou. Od určité hloubky, jež závisí na místních poměrech a provozních podmínkách směrem vzhůru se tento druh koroze již nevyskytuje.In the transport of acid gas, these materials are predominantly attacked by large-scale local corrosion. This corrosion manifests itself in the annular gap between the pipe and the collar, especially when using means that dissolve the sulfur or prevent it from precipitating. The cause of this corrosion is probably the formation of large-scale macroelements, their action increases with the depth of the borehole and thus with increasing temperature. This kind of corrosion no longer occurs at a certain depth, which depends on local conditions and upward operating conditions.

Dále vzniká celková koroze vnitřního povrchu dopravního potrubí, ovlivněná okyselováním vrtu, aby byl dodržen dopravní výkon. Tento druh koroze může být sice omezen použitím inhibitorů, s jistotou jí však takto zabránit nelze. Dále vzniká někdy místní koroze vlivem místních rozdílů v proudění. To se vysvětluje tím, že vlivem těchto rozdílů nevznikají v potrubí ochranné vrstvy na jeho povrchu, jež se obvykle vytvářejí, nebo se vzniklé vrstvy narušuji.Furthermore, overall corrosion of the inner surface of the conveying pipeline is affected by the acidification of the well to maintain the conveying capacity. While this type of corrosion can be reduced by the use of inhibitors, it cannot be prevented with certainty. Furthermore, local corrosion sometimes occurs due to local differences in flow. This is explained by the fact that these differences do not result in protective layers on the pipe surface that are usually formed or break down.

V horní, studenější části potrubí, obzvláště při dopravním klidu, vzniká nebezpečí trhlinové koroze pod napětím, způsobované vodíkem. To se vysvětluje tím, že atomární vodík, vznikající při korozních reakcích se za přítomnosti sirovodíku neváže v molekuly vodíku, ale v atomární formě difuduje do struktury kovu. Za těchto okolností vznikají trhliny a zlo my i př·⁵ + T^í ?í, které je hluboko pod mezí průtažnosti. U nelegovaných a nízce legovaných ocelí je nebezpečí vzniku této koroze za obvyklé teploty vnější atmosféry. Tím se vysvětluje, proč horní, studenější a také značně zatížená dopravní potrubí jsou zejména v době dopravního klidu napadána především vodíkovou korozí, kdežto ostatní druhy koroze jsou celkem nevýznamné. Tomuto nebezpečí se čelí používáním nízce legovaných pevnějších ocelí, avšak bez zjevných úspěchů.In the upper, colder part of the pipeline, especially during traffic rest, there is a danger of cracked stress corrosion caused by hydrogen. This is explained by the fact that the atomic hydrogen produced by the corrosion reactions is not bound to the hydrogen molecule in the presence of hydrogen sulfide but diffuses into the metal structure in atomic form. Under these circumstances arise cracks and evil we and BC · ⁵ + T ^í? Í, which is far below the yield stress. For unalloyed and low alloy steels there is a risk of this corrosion occurring at normal ambient temperature. This explains why the upper, colder and also heavily loaded transport pipelines are attacked mainly by hydrogen corrosion, especially at rest periods, while other types of corrosion are quite insignificant. This danger is countered by the use of low-alloy, stronger steels, but without apparent success.

Dopravní potrubí kyselého plynu jsou rovněž převážně napadána vodíkovou korozí, kdežto jiné druhy koroze nejsou významné. Protože vodíková koroze je podmíněna elektrochemickou korozní reakcí, která ae uskutečňuje pouze při nízkých hodnotách pH a pouze za přítomnosti vlhkosti, čelí se vzniku vodíkové koroze zvyšováním pH přídavkem alkálii na pH ž 8 s přídavným vysušováním plynu.Acid gas transport pipelines are also predominantly attacked by hydrogen corrosion, while other types of corrosion are not significant. Since hydrogen corrosion is due to an electrochemical corrosion reaction which only occurs at low pH values and only in the presence of moisture, hydrogen corrosion is countered by increasing the pH by adding alkali to pH 8 8 with additional gas drying.

Zcela obdobné problémy, jako při dopravě kyselých plynů, vznikají i při jejich přepravě a zpracování.Quite similar problems as in the transport of acid gases arise also during their transport and processing.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby předmětů odolných proti korozi kyselými plyny podle vynálezu, zejména trubek, trubkových spojení a částí přístrojů. Podstata vynálezu spočívá v tom, že předmět se zhotovuje z vysoce legované oceli s hmotnostním obsahem chro'mu ve výši 12 až 30 %, načež se přídavně přetváří za studená zejména válcováním se stupněm přetváření 3 až 10 %.The aforementioned drawbacks are overcome by the process for producing acid-resistant articles according to the invention, in particular pipes, pipe connections and instrument parts. The object of the invention is that the article is made of high-alloy steel with a chromium content of 12 to 30% by weight, after which it is additionally cold formed, in particular by rolling, with a degree of deformation of 3 to 10%.

Předměty, zhotovené způsobem podle vynálezu jsou velmi odolné proti celkové korozi, důlkové korozi, jakož i vodíkové korozi pod napětím. Zpracování za studená podstatně zvyšuje dolní hranici meze průtažnosti, aniž jakkoliv snižuje jejich odolnost proti korozi. To umožňuje upustit při těžbě a dopravě, případně zpracování kyselých plynů od přídavných operací, jako je použití inhibitorů, alkalizace a sušení plynů apod.The articles made by the process according to the invention are highly resistant to general corrosion, pitting and stress corrosion. Cold working significantly increases the lower limit of the yield point without in any way reducing their corrosion resistance. This makes it possible to dispense with additional operations such as the use of inhibitors, alkalization and drying of gases, etc., during the extraction and transport or treatment of acid gases.

Příkladem způsobu, při němž se velmi úsporně vynakládá chrom, je výroba trubek z oceli o hmotnostním složení 0,03 % uhlíku, 18 % chrómu, 3 % niklu, 5 % manganu, 3 % molybdenu a 0,2 % dusíku, zbytek železo, načež se trubky na stanovený rozměr válcují za studená.An example of a process that is very economical to use chromium is to produce steel tubes with a weight composition of 0.03% carbon, 18% chromium, 3% nickel, 5% manganese, 3% molybdenum and 0.2% nitrogen, the rest iron, whereupon the tubes are cold rolled to a specified dimension.

V běžných případech postačí vyrábět předměty z oceli o hmotnostním složení 0/03 % uhlíku, 22 % chrómu, 5,5 % niklu, 2 % manganu, 3 % molybdenu a 0,2 % dusíku, zbytek železo s následujícím tvářením za studená.Normally, it is sufficient to produce articles made of steel having a weight composition of 0/03% carbon, 22% chromium, 5.5% nickel, 2% manganese, 3% molybdenum and 0.2% nitrogen, the rest iron followed by cold forming.

Pro zvláště obtížné podmínky je vhodné vyrobit předmět u oceli o hmotnostním složení 0,10 % uhlíku, 27 % chrómu, 4,5 % niklu, 2 % manganu, 1,6 % molybdenu a 0,1 % niklu, zbytek železo, načež se předmět přetváří za studená.For particularly difficult conditions, it is desirable to manufacture the article for steel with a weight composition of 0.10% carbon, 27% chromium, 4.5% nickel, 2% manganese, 1.6% molybdenum and 0.1% nickel, the remainder iron, whereupon transforms the subject into cold.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Method for the production of corrosion-resistant articles of acid gases, in particular pipes, pipe connections and apparatus parts, characterized in that the article is made of high-alloy steel with a chromium content of 12 to 30%, whereupon it is additionally a degree of deformation of 3 to 10%.