Оцинкованная сталь или нержавеющая сталь: какая из них лучше всего подходит для вашей буровой площадки?

Что на самом деле делает цинкование со сталью

Гальванизация изменяет только поверхность. Сталь под ней остается обычной углеродистой сталью, поэтому все механические свойства, на которые вы полагаетесь, от предела текучести до свариваемости, принадлежат основному металлу, а не покрытию.

При горячем цинковании сталь превращалась в расплавленный цинк при температуре примерно 445–465 °C. В результате реакции образуются слои сплава цинка и железа, которые металлургически связаны, а не окрашиваются. Структурные работы обычно имеют покрытие толщиной 45–85 мкм в соответствии с ISO 1461, в то время как электрооцинкованный лист намного тоньше – 5–25 мкм и фактически предназначен для внутренней отделки. Покрытие, нанесенное методом горячего погружения, защищает срезанные кромки на несколько миллиметров вокруг разреза, поэтому производители любят его для стали, которую нужно будет сверлить и прикручивать болтами на месте.

Это единственное отличие объясняет большую часть поведения в полевых условиях. Цинковое покрытие имеет ограниченный бюджет расходов, и оно быстрее изнашивается в хлоридах, стоячей воде, серосодержащей атмосфере и абразивном износе. Нержавеющая сталь не имеет покрытия, которое могло бы изнашиваться, но она может быстро выйти из строя, если пассивная пленка не может восстановиться, например, в щели, под прокладкой или в застойном хлоридном кармане.

• Влага, насыщенная хлоридами, прибрежные зоны забрызгивания и противообледенительная соль
• Водяные ловушки, невентилируемые полые секции и плохо дренированные нижние точки.
• Устойчивая температура выше примерно 200 °C.
• Истирание от скользящего контакта, песка или протягивания кабеля
• Конденсат за пределами окна pH от 6 до 12,5.

Коррозия: место разделения двух металлов

В условиях влажной и солесодержащей эксплуатации нержавеющая сталь значительно превосходит оцинкованную сталь; зазор практически отсутствует в сухих, окрашенных или закрытых условиях, где покрытие никогда не подвергается воздействию.

Морская атмосфера и атмосфера буровой площадки неблагоприятно влияют на цинк. Опубликованные данные о скорости коррозии показывают, что потеря цинка составляет несколько микрометров в год в умеренном прибрежном воздухе и значительно больше в зонах забрызгивания, поэтому покрытие толщиной 60 мкм может прослужить два или три десятилетия на защищенной конструкции и часть этого срока внутри влажной ловушки. Нержавеющая сталь не истончается в процессе эксплуатации; он либо сохраняет свою пленку, либо создает ямы на месте.

Хлориды решают нержавеющую сторону. Аустенитные марки, такие как 304 и 316, становятся восприимчивыми к хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением, когда температура эксплуатации поднимается выше примерно 60 °С во влажных условиях, а 304 является более уязвимым из двух. Марки с 2-3% молибдена, такие как 316L, лучше противостоят точечной коррозии, а дуплекс 2205 еще больше расширяет диапазон хлоридов и обеспечивает более высокую прочность.

Прочность, тепло и сварка бок о бок

Отожженная оцинкованная сталь является более прочной из двух в абсолютном выражении, поскольку сердечник представляет собой конструкционную марку с пределом текучести 275–355 МПа, а отожженные стали 304 и 316L имеют предел текучести около 205 МПа; холоднодеформированная нержавеющая сталь может выдерживать давление 500 МПа, но для достижения этого значения ей приходится жертвовать пластичностью.

Сварка обычно является практическим камнем преткновения. Оцинкованная сталь легко сваривается, но покрытие от стыка подгорает и требует ремонта, а пары цинка требуют вентиляции. Нержавеющая сталь требует продувки аргоном, низкого тепловложения и очистки после сварки; оставьте термотон на месте, и сварной шов станет первым местом, где может появиться ямка.

Первая стоимость по сравнению с десятилетней стоимостью

Оцинкованная сталь выигрывает по себестоимости, как правило, в два-четыре раза по сравнению со сталью 316L для той же секции; Нержавеющая сталь выигрывает всякий раз, когда установленная стоимость замены или стоимость производственных потерь затмевают цену материала.

Контрольная линия – неудачное место для экономии материала. Замена одного означает капитальный ремонт, отсрочку производства и новое опрессовывание, а трудоемкость может в несколько раз превысить цену змеевика из нержавеющей стали. Та же логика применима к приборным трубкам на необслуживаемой платформе, подземным линиям и всему, что закрыто за облицовкой, где невозможно выполнить ремонт покрытия.

Какой из них входит в пакет вашей буровой площадки?

Оцинкованные детали должны находиться над устьем скважины и вдали от технологических жидкостей; Детали из нержавеющей стали должны находиться на пути потока и во всем, что остается влажным.

Проектирование линии управления — это то место, где решение оказывается труднее всего. Выбор материалов для трубопроводов управления гидравлическими и предохранительными клапанами зависит от химического состава воды, давления и температуры, а не от цены за метр, и обоснование изложено в этом руководстве по материалы и конструкция трубопровода управления предохранительным клапаном . Там, где трубопровод смачивается, присутствуют хлориды и скважина нагревается, по умолчанию используется змеевик 316L, а не модернизированная версия.

Регулирующие и капиллярные гибкие трубки из нержавеющей стали Рассмотрите варианты змеевиков из 316L и коррозионностойких сплавов для смачиваемых линий управления, где хлориды и температура делают выбор материала критически важным. Посмотреть продукт →

Для непрерывной трубы вопрос уже решен: колонна должна выдерживать многократные изгибы, добываемые жидкости и программы ингибиторов, а цинковое покрытие должно исчезнуть при первом же спуске. По этой причине существуют спиральные струны из нержавеющей стали и коррозионностойких сплавов.

Непрерывные колтюбинговые трубы из нержавеющей стали и сплавов Рассмотрите возможность использования коррозионностойких непрерывных труб для капитального ремонта, каротажа и буровых колонн, которые должны выдерживать многократные изгибы и добываемые жидкости. Посмотреть продукт →

Соединения заслуживают такого же внимания. Там, где трубы из нержавеющей стали опираются на оцинкованную опору, добавьте изолирующую втулку; во влажных условиях большой катод из нержавеющей стали ускоряет расход цинка в точке контакта, и сначала разрушение проявляется на более дешевой детали.

Трубные фитинги с обжимным кольцом из нержавеющей стали Осмотрите муфтовые соединения 304/316L на наличие соединений труб из нержавеющей стали, где герметичность, детали установки и коррозионная стойкость влияют на долгосрочную работу. Посмотреть продукт →

Процедура выбора из пяти шагов

1. Запишите услугу: жидкость, содержание хлоридов, pH, CO2 и H2S, температуру, давление и остается ли поверхность влажной.
2. Разделите пакет. Любая смачиваемая, заглубленная или недоступная часть становится нержавеющей; Сухая конструкция и лотки могут оставаться оцинкованными.
3. Поставьте оценку перед семьей. 304 для щадящих работ внутри помещений, 316L для пластовой воды и хлоридов, дуплексный, при котором одновременно повышаются содержание хлоридов и прочность.
4. Проверьте два температурных предела: около 200 °C для оцинкованного покрытия и около 60 °C для аустенитной нержавеющей стали при работе с мокрым хлоридом.
5. Цена на весь срок службы: материал, изготовление, ремонт покрытия, установка, доступ для осмотра и риск капитального ремонта.

Ошибки, которые всплывают шесть месяцев спустя

Большинство неудач, виной которых является неправильный металл, на самом деле являются ошибками в детализации, выборе марки или повреждениями при установке, и они повторяются в разных проектах.

• Привинчивание фитингов из нержавеющей стали непосредственно к оцинкованным рамам при работе с мокрыми средами без изоляции.
• Перекрашивание повреждений покрытия обычной краской вместо ремонтного состава с высоким содержанием цинка.
• Предположим, что 304 достаточно, поскольку в сертификате присутствует слово «нержавеющий».
• Прокладка мокрых кабелей или линий приборов через оцинкованный кабелепровод, удерживающий воду.
• Принимать необработанный оттенок сварного шва на нержавеющей стали и называть его пассивированным.

Часто задаваемые вопросы

Является ли оцинкованная сталь такой же устойчивой к коррозии, как нержавеющая сталь?

Нет. Оцинкованная сталь противостоит коррозии только до тех пор, пока остается цинк, поэтому срок ее службы ограничен и примерно пропорционален толщине покрытия. Нержавеющая сталь защищает себя самовосстанавливающейся пленкой оксида хрома и не истончается в процессе эксплуатации, хотя на ней все равно могут появиться трещины или трещины, когда хлориды разрушают эту пленку.

Что прочнее, оцинкованная или нержавеющая сталь?

Отожженная оцинкованная углеродистая сталь с пределом текучести 275–355 МПа прочнее, чем отожженная сталь 304 или 316L с пределом текучести около 205 МПа. Холоднообработанная нержавеющая сталь может превышать 500 МПа, а дуплексные марки сочетают более высокую прочность с лучшей стойкостью к хлоридам.

Можно ли сваривать оцинкованную сталь с нержавеющей сталью?

Его можно соединить, но цинковое покрытие необходимо сошлифовать с места соединения, обязательно обеспечить дымоотвод, а готовый сварной шов замазать или изолировать. При работе с мокрыми хлоридами лучше избегать прямого соединения, поскольку цинк корродирует преимущественно для защиты нержавеющей стали.

Когда лучше покупать оцинкованную сталь?

Когда деталь остается сухой, ее можно осматривать и перевозить толстые секции: полозья, рамы, лотки, ограждения и временные работы. Покрытие толщиной 60–85 мкм обеспечивает десятилетия службы при гораздо меньшей цене, чем нержавеющая сталь.

Если вы взвешиваете оба компонента для конкретной скважины, отправьте данные о размере трубопровода, давлении, температуре и анализе воды через страница контактов и запросите сертификаты заводских испытаний в соответствии с EN 10204 3.1 вместе с предложением.