API 6A Gerbang Pilihan Bahan dan Strategi Peningkatan Resistensi Korosi

1. Pendahuluan
API 6a Gate Valves adalah komponen penting dari peralatan kontrol kepala sumur minyak dan gas, banyak digunakan di pohon Natal, kepala sumur gas, manifold kepala sumur, dan sistem rekah.
Dalam kondisi ladang minyak dan gas yang sebenarnya, katup harus menahan tantangan berikut:
Tekanan tinggi: hingga 20.000 psi (138 MPa)
Suhu tinggi: hingga 350 ° F (177 ° C)
Media yang sangat korosif: Mengandung H₂s (hidrogen sulfida), CO₂ (karbon dioksida), dan klorida (CL⁻)
Lingkungan laut: kelembaban tinggi, korosi semprotan garam, dan fluktuasi suhu besar
Pakaian Mekanik: Erosi oleh partikel padat dan gesekan pada permukaan penyegelan dari operasi pembukaan dan penutupan berulang
Oleh karena itu, pilihan material dan peningkatan resistensi korosi secara langsung menentukan keselamatan, masa pakai, dan biaya pemeliharaan katup gerbang API 6A.

2. Persyaratan Material di API 6A
API 6A memiliki peraturan ketat tentang bahan katup gerbang, terutama mengenai kesesuaian bahan untuk PSL yang berbeda (tingkat spesifikasi produk), PR (persyaratan kinerja), dan kelas suhu. Kategori dan Karakteristik Bahan Umum
Baja karbon
Kelas Umum: AISI 4130 (padam dan marah)
Keuntungan: Biaya Rendah, Kekuatan Tinggi
Aplikasi: ladang gas rendah korosif, sumur air tawar
Baja paduan rendah
Kelas Umum: AISI 8630 Mod
Keuntungan: kekuatan tinggi, ketangguhan tinggi, dan ketahanan aus yang lebih baik daripada baja karbon
Aplikasi: kepala sumur bertekanan tinggi (≥10.000 psi)
Stainless steel martensit
Nilai Umum: 410ss, 420ss
Keuntungan: ketahanan aus, cocok untuk permukaan penyegelan kursi katup
Aplikasi: lingkungan yang mengandung co₂
Baja tahan karat austenitic
Nilai Umum: 316SS, 304SS
Keuntungan: ketahanan korosi co₂ yang baik, ketangguhan suhu rendah yang sangat baik
Aplikasi: bidang gas suhu rendah, sumur gas asam
Dupleks stainless steel = baja)
Nilai Umum: 2205, 2507
Keuntungan: kekuatan tinggi, resistensi yang baik terhadap korosi pitting klorida
Aplikasi: ladang minyak dan gas lepas pantai, lingkungan klorida tinggi
Paduan berbasis nikel
Nilai Umum: Inconel 625, Incoloy 825
Keuntungan: resistensi terhadap retak korosi stres H₂s, CO, dan klorida
Aplikasi: High H₂s, CO Tinggi, Sumur Sumur Laut Dalam

3. Strategi Pemilihan Material
(1) Seleksi berdasarkan komposisi medium
Kondisi Kerja High High: Harus memenuhi standar NACE MR0175/ISO 15156, dan pilih Paduan Berbasis Nikel (≤22 HRC) atau baja tahan karat dupleks untuk menghindari retak korosi stres sulfida (SSC).
Kondisi Kerja CO₂ Tinggi: Baja tahan karat austenitik, baja dupleks, atau paduan berbasis nikel lebih efektif dan dapat mencegah pelepasan karbonat logam yang disebabkan oleh korosi CO₂. Lingkungan ion klorida tinggi: baja tahan karat dupleks, baja tahan karat super austenitik (seperti 254smo), atau paduan berbasis nikel harus dipilih untuk mencegah korosi pitting dan celah.
(2) Pilih sesuai dengan level tekanan
2000–10000 psi: ENP baja paduan rendah (pelapisan nikel listrik) atau overlay paduan keras
> 10000 psi: Baja paduan rendah kekuatan tinggi atau paduan berbasis nikel diperlukan untuk memastikan kekuatan dan ketangguhan kelelahan
(3) Pilih sesuai dengan tingkat suhu
Suhu rendah (–60 ° F / –51 ° C): Ketangguhan suhu rendah yang baik, baja stainless austenitik atau baja karbon suhu rendah (LTC)
Suhu tinggi (350 ° F / 177 ° C): Paduan dengan stabilitas termal yang baik, seperti Inconel 718

4. Metode untuk meningkatkan resistensi korosi
(1) Perawatan dan lapisan permukaan
ENP (pelapisan nikel listrik): Pelapisan nikel kimia, ketahanan korosi dan ketahanan aus
HVOF (Kecepatan Tinggi Oxy-Fuel) Tungsten karbida penyemprotan: super keras dan tahan erosi
Nitriding: Tingkatkan Kekerasan Permukaan dan Resistensi Korosi
(2) Pengerasan permukaan penyegelan
Pengelasan overlay stellite: karbida semen berbasis kobalt, tahan aus dan tahan korosi
Pengelasan PTA (Plasma Transfer Arc): Kekuatan ikatan tinggi, kepadatan seragam
(3) Perlindungan Katodik
Kepala sumur laut dapat menggunakan anoda pengorbanan (seng, aluminium) atau sistem saat ini terkesan untuk menghambat korosi elektrokimia
(4) Optimalisasi Struktural
Kurangi sudut dan celah mati cairan, kurangi korosi celah
Tingkatkan saluran saluran aliran, kurangi deposisi partikel

5. Analisis kasus
Dalam proyek lapangan gas High High High (> 10%) tinggi (> 15%):
Bahan tubuh katup adalah Inconel 625 (Integral Forging)
Batang katup adalah AISI 8630 Mod ENP berlapis nikel, dengan mempertimbangkan kekuatan dan resistensi korosi baik
Kursi katup ditutupi dengan tungsten karbida untuk meningkatkan resistensi erosi
Hasilnya menunjukkan bahwa katup telah beroperasi selama 5 tahun tanpa kegagalan korosi yang serius, yang 3-5 kali lebih lama dari baja tradisional rendah, dan biaya pemeliharaan berkurang lebih dari 40%.

6. Kesimpulan dan Rekomendasi
Pemilihan material harus didasarkan pada analisis kondisi operasi: komposisi media, tekanan dan suhu, dan karakteristik erosi fluida sangat penting.
Memenuhi standar internasional, khususnya API 6A dan NACE MR0175, untuk memastikan keamanan.
Langkah -langkah resistensi korosi yang komprehensif: Bahan, perlakuan permukaan, perlindungan katodik, dan optimasi struktural harus diimplementasikan dengan cara yang terkoordinasi.
Manajemen Siklus Hidup: Inspeksi dan Pemeliharaan Reguler lebih ekonomis dan dapat diandalkan daripada hanya mengandalkan bahan kelas atas.