Коррозионно-стойкие сплавы в нефтегазовой отрасли: за пределами нержавеющей стали.

От хирургических инструментов до сковородок и небоскребов, нержавеющая сталь преобразила мир. Нержавеющая сталь присутствует в нашей повседневной жизни и оказывает существенное влияние на широкий ряд промышленных приложений. В нефтегазовом секторе, в частности, присутствуют те же тенденции, поскольку условия эксплуатации и методы извлечения углеводородов обеспечили выбор в пользу применения нержавеющей стали как экономичного, удобного и надежного материала.

Несмотря на наблюдаемые глобальные усилия полагаться на возобновляемые источники энергии, нефть и газ в настоящем остаются основой производства энергии. Многие традиционные месторождения истощены, а все больше и больше вновь разрабатываемых месторождений характеризуются сложными условиями доступа и жесткой, даже враждебной, окружающей средой. Значения давления и температуры, которые ранее рассматривались как неприемлемые, в настоящее время представляют собой рядовые эксплуатационные параметры. Это естественным образом накладывает существенные ограничения на применяемое оборудование и технологии, предъявляя серьезные вызовы, связанные с материалами, которые используются в нефтегазовой отрасли.

Около десятилетия тому назад, многие из операторов нефтегазовой отрасли стали указывать в требованиях и использовать нижний диапазон спектра коррозионно-стойких сплавов (Corrosion Resistant Alloy, CRA), включая супераустенитные нержавеющие стали, дуплексные и супер дуплексные марки. Этот тренд большей частью был обусловлен отказами применявшегося оборудования, когда базовый диапазон марок нержавеющей стали не соответствовал эксплуатационным требованиям. Осознание расходов, связанных с коррозией, и влияние на основные средства предприятия, а также фактор безопасности явились драйверами применения коррозионно-стойких сплавов. На сегодня, практически каждый производитель, работающий в нефтегазовом секторе, включает коррозионно-стойкие сплавы в номенклатуру продукции. Однако, предстоит еще многое узнать в плане возможностей разных сплавов влиять на оптимизацию и эффективность технологий. Более того, нижний диапазон спектра коррозионно-стойких сплавов представляет собой лишь усиленные традиционные марки нержавеющей стали, которые использовались десятилетиями, которые также имеют свои ограничения и не решают все проблемы.

В течение последнего времени наблюдается повышенный спрос на более специализированные сплавы, такие как сплавы на никелевой основе. Что еще более примечательно, конечные пользователи оказываются не только заинтересованными в применении усовершенствованных материалов, но впервые указывают на специальные способы плавки, контролируемые технологические маршруты и обширную программу механического и коррозионного тестирования с целью обеспечения максимальной эффективности оборудования. Таким образом, еще более явственно проявляются жесткие требования и, соответственно, технологические маршруты.

Наибольший взнос в быстрорастущие рынки коррозионно-стойких сплавов вносят традиционные и офшорные технологии добычи. Разработка сланцевого газа получила бурное развитие за несколько последних лет благодаря возможностям новых технологий бурения, использованию современных материалов, способных выдерживать экстремальное коррозионное воздействие сланцевого газа и более высокое рабочее давление. С другой стороны, офшорная добыча, особенно разработка глубоководных месторождений приобретает все большее значение вследствие развития технологий. В будущем оба этих рынка обречены развиваться очень быстро, и таким образом, потребность в коррозионно-стойких сплавах будет с годами возрастать.

По материалам статьи Клары Мойано (Clara Moyano), инженера по инновационным материалам (материаловедение) Parker Hannifin, Подразделение инструментальной арматуры, Европейское отделение), май 2017.