I API 5CT-standarden inkluderer L80 stålkvalitet fire forskjellige nivåer: L80-1, L80-3Cr, L80-9Cr og L80-13Cr. Selv om de i hovedsak er på samme nivå når det gjelder styrke, skiller de seg betydelig i flere viktige aspekter, inkludert kjemisk sammensetning, mekaniske egenskaper, korrosjonsbestandighet, bruksscenarier og produksjonskostnader. Vi vil nå forklare disse forskjellene i detalj:
Forskjeller i kjemisk sammensetning
- L80-1 Kjemisk sammensetning: Som en standard L80 stålkvalitet er innholdet av legeringselementer relativt lavt. Generelt tilsettes høye nivåer av legeringselementer som krom ikke med vilje for å forbedre korrosjonsbestandigheten.
- L80-3Cr Kjemisk sammensetning: Krominnholdet er omtrent 2,8 % - 3.2 %, og det inneholder også en viss andel molybden og andre legeringselementer.
- L80-9Cr Kjemisk sammensetning: Krominnholdet er typisk rundt 8,5 % - 9.5 %, og karboninnholdet er relativt høyere enn L80-3Cr, omtrent 0,25 % - 0.35 %. Innholdet i andre elementer skiller seg også fra L80-3Cr.
- L80-13Cr Kjemisk sammensetning: Krominnholdet er i området 12 % - 13.5 %, og det kombineres vanligvis med passende mengder molybden og nikkel. Molybdeninnholdet er vanligvis rundt 2 % - 3 %, og nikkelinnholdet kan være rundt 1 % - 2 %.
Sammenligning av mekaniske egenskaper
- Styrke: Alle fire tilhører stålkvaliteten L80, med en spesifisert minimum flytegrense på ca. 552 MPa. Men i faktisk produksjon, på grunn av det høyere innholdet av legeringselementer, kan styrken til L80-13Cr være litt høyere enn styrken til L80-9Cr og L80-3Cr; styrken til L80-9Cr er generelt høyere enn for L80-3Cr; mens den relative styrken til L80-1 er lavere.
- Seighet og slagmotstand: I dette aspektet viser L80-13Cr den beste seigheten og slagfastheten, etterfulgt av L80-9Cr, deretter L80-3Cr, mens L80-1 har relativt svakere seighet og slagfasthet.
Korrosjonsmotstandsanalyse
- L80-1: Relativt dårlig korrosjonsbestandighet, oppfyller grunnleggende brukskrav i generelle olje- og gassmiljøer. Men i miljøer som inneholder etsende medier som svovel og karbondioksid, vil korrosjonshastigheten være relativt høy.
- L80-3Cr: Kan motstå en viss grad av korrosjon fra karbondioksid og milde syre- og alkalimedier. Korrosjonsmotstanden er imidlertid begrenset i høy-korrosive miljøer med høy konsentrasjon og høyt trykk.
- L80-9Cr: Tilbyr overlegen korrosjonsmotstand sammenlignet med L80-3Cr, som viser sterkere motstand i svovel- og karbondioksidholdige korrosive medier, og tåler høyere konsentrasjoner av korrosive medier og tøffere driftsforhold.
- L80-13Cr: Har utmerket motstand mot karbondioksid, hydrogensulfid og kloridioner, og viser god motstand mot CO₂-korrosjon under 150 grader, noe som gjør den egnet for mer komplekse og alvorlige korrosive miljøer.
Applikasjonsscenarier
- L80-1: Egnet for olje- og gassbrønner med enkle geologiske forhold og lave korrosjonsnivåer, for eksempel noen grunne, lavkorrosive konvensjonelle olje- og gassbrønner.
- L80-3Cr: Egnet for olje- og gassbrønner med relativt lave korrosjonsnivåer, som noen grunne brønner eller områder med lavt korrosivt medieinnhold i formasjonen.
- L80-9Cr: Egnet for miljøer med moderate korrosjonsnivåer, og kan brukes i enkelte olje- og gassbrønner som inneholder visse mengder korrosive medier som hydrogensulfid og karbondioksid. Den har også noen bruksområder i dype og ultradype brønner.
- L80-13Cr: Vanligvis brukt i olje- og gassbrønner i svært korrosive miljøer med høyt svovel-, karbondioksid- og kloridinnhold, for eksempel dype-olje- og gassfelt og svært sure gassfelt; den er også egnet for dype og ultra-dype brønner med komplekse høye-temperaturer, høyt trykk og korrosive miljøer.
Sammenligning av produksjonskostnader og priser
- L80-1: På grunn av sin relativt enkle produksjonsprosess og lavere legeringselementkostnader, er produksjonskostnadene og prisen også relativt lave.
- L80-3Cr: Produksjonskostnaden og prisen er høyere enn L80-1, men lavere enn L80-9Cr og L80-13Cr.
- L80-9Cr: På grunn av det høye krominnholdet er produksjonsvansker og kostnadene også høyere, så prisen er relativt høy.
- L80-13Cr: Med sitt høye krominnhold og behovet for å legge til andre verdifulle legeringselementer, er produksjonsprosessen strengt kontrollert, noe som resulterer i de høyeste produksjonskostnadene og tilsvarende det dyreste produktet.
