Các loại kim loại được sử dụng trong ngành dầu khí

Khoan dầu thô, cũng như sản xuất, chế biến, lưu trữ và vận chuyển sản phẩm năng lượng này, gây ra những căng thẳng và ăn mòn lớn trên các vật liệu được sử dụng trong thiết bị công nghiệp dầu mỏ. Các chất lỏng mang axit được sử dụng trong các hoạt động khoan có thể ăn vào ống mà chúng chảy qua. Dầu thô từ mặt đất có chứa các chất như lưu huỳnh và hydro sunfua gây ra sự ăn mòn trong đường ống - một vấn đề đã ảnh hưởng đến hơn 80% các đường ống vận chuyển dầu thô từ North Slope của Alaska. Nhiệt độ cao hơn 1.100 độ Fahrenheil trong các nhà máy chế biến dầu có thể làm cho thép giòn. Kim loại được sử dụng trong ngành công nghiệp dầu mỏ phải chịu được tất cả những vấn đề này.

Thép

Thép là kim loại quan trọng nhất được sử dụng trong mọi bộ phận của ngành dầu khí từ sản xuất và chế biến đến phân phối các sản phẩm tinh chế. Thép carbon là một hợp kim của sắt với tối đa 2 phần trăm carbon làm tăng sức mạnh của vật liệu và khả năng chống ăn mòn của nó. Thép cũng chứa lượng vết của các kim loại khác như niken hoặc crom.

Niken

Việc bổ sung niken vào hợp kim thép làm tăng sức mạnh và khả năng chống ăn mòn. Hợp kim niken thường được sử dụng trong cây Giáng sinh "- sự kết hợp của van và đường ống phù hợp với đầu giếng. Thép có hàm lượng niken 9% rất bền ở nhiệt độ cực cao và rất thấp, nó được sử dụng trong các bộ trao đổi nhiệt, loại bỏ nhiệt từ dầu và khí ở khoảng 392 độ F và làm mát đến 70 độ F, cho phép vận chuyển an toàn chất lỏng. Hợp kim thép và niken được sử dụng nhiều trong các nhà máy xử lý khí và nhà máy khí tự nhiên hóa lỏng vì độ bền và khả năng chống ăn mòn cao.

Đồng

Đồng và hợp kim của nó, chẳng hạn như đồng, có tính dẫn điện và nhiệt tuyệt vời và đặc tính chống lạnh, hoặc chống lạnh. Những kim loại này được sử dụng trong van, thân cây, con dấu và các ứng dụng truyền nhiệt. Một hợp kim đồng với dấu vết của niken và nhôm có thể được sử dụng trong các đầu giếng và van ngăn chặn xả hơi. Các muối đồng, chẳng hạn như đồng sunfat, được sử dụng trong các nhà máy xử lý khí để hấp thụ thủy ngân. Thủy ngân xảy ra trong khí tự nhiên và tách ra trong quá trình chế biến. Nó độc hại với con người và phản ứng với các kim loại khác trong thiết bị của nhà máy, gây ra sự cố giòn.

Titan

Titanium là một trong những kim loại linh hoạt và có giá trị nhất được sử dụng trong lĩnh vực dầu khí và các ứng dụng công nghiệp khác. Việc bổ sung titan vào hợp kim thép làm tăng cường độ, mật độ và khả năng chống ăn mòn của vật liệu. Việc sử dụng hợp kim này trong ống xuống lỗ - lớp lót hợp kim thép quanh lỗ khoan - đã trở nên phổ biến trong thập kỷ qua.

Hợp kim titan có độ bền cao được sử dụng trong các bộ phận máy nén có độ bền cao và tăng tuổi thọ hữu ích của các bộ phận đó so với các hợp kim thép khác. Titanium có khả năng chống ăn mòn nước biển, carbon dioxide và hydro sulfide cao. Nó duy trì sức mạnh ở nhiệt độ rất thấp (-240 độ F) cần thiết để hóa lỏng khí tự nhiên. Nó được sử dụng trong ống trao đổi nhiệt trong các nhà máy khí đốt tự nhiên hóa lỏng và trong lớp lót của các bình điều áp trong tàu chở dầu LNG.

Crom

Chromium là một trong những kim loại đầu tiên được sử dụng để tăng cường hợp kim thép và vẫn được sử dụng cho mục đích này. Thép carbon thấp chứa 12 đến 14 phần trăm crôm có khả năng kháng carbon dioxide, hydro sunfua cao và nhiệt độ cao (trên 435 độ F) được tìm thấy trong các giếng dầu và khí sâu nhất. Việc sử dụng ống thép chứa tỷ lệ crôm này đã tăng vọt trong năm năm qua tại Hoa Kỳ với sự bùng nổ trong việc khoan khí đá phiến. Các hợp chất crom như crom lignosulfonate đã được sử dụng trong chất lỏng khoan công nghiệp dầu làm chất làm mờ; các hợp chất này làm giảm độ nhớt của chất lỏng và ngăn vật liệu đá lơ lửng bị tắc xung quanh mũi khoan. Nhưng vì các hợp chất crom đã được chứng minh là gây hại cho môi trường, chúng đã được thay thế trong dung dịch khoan bằng sắt và canxi lignosulfonates.

Molypden

Molypden là một kim loại khác làm tăng sức mạnh và khả năng chống ăn mòn của hợp kim thép. Thép hiệu suất cao được sử dụng để xây dựng đường ống dẫn khí chứa từ 2% đến 4% molypden. Nó cũng được sử dụng làm chất xúc tác trong các quy trình lọc dầu loại bỏ lưu huỳnh để sản xuất xăng có hàm lượng lưu huỳnh thấp và các nhiên liệu khác đáp ứng các quy định về môi trường.