管线
石油和天然气通过海底的控制管线和化学品注入管线进行运输。控制管线通过液压控制地下安全阀,在压力不足时自动关闭生产,确保安全。通过管线能够向井中注入化学剂,加速泥砂与油气的分离,减少泡沫,提高流速,抑制腐蚀。
在地表万米以下的海底环境中,材料的可靠性非常重要,选用耐腐蚀合金的连续油管来制造管线,不仅具有较强的耐腐蚀性,良好的机械性能,还可以保障材料在反复的加压和泄压下保持优异的抗疲劳性能。
Alloy 825具有优异的耐腐蚀性,是控制管线和化学剂注入管线的理想选择。另外腐蚀性相对良好的环境中也可以使用Supra 316L来制作管线。
脐带缆
脐带缆将众多海底服务汇集在一起,连接着海底油井和地面油气平台,为海底勘探活动和二氧化碳储存提供监控、电力和通信服务,这些服务覆盖管道、电力和数据电缆等多个应用。
在海底运输石油和天然气,需要铺设很长的脐带缆,就需要选用耐高压的材料,无缝管因为没有接缝,是脐带缆的理想选择,但是无缝管生产成本较高,单个管的长度有限,需要多个管进行焊接使用,焊缝可能会存在缝隙,在测试时需要特别注意,这也增加了脐带缆的成本和制作的复杂性。
近年来,越来越多的设计工程师采用连续焊管替代无缝管。连续焊管单个管的长度更长,减少了人工焊接的次数,且连续的机器焊接,保证了工艺的一致性,使其精度更高、壁厚更均匀。相对于无缝管,连续焊管可以制作更薄的壁厚,从而减少材料的使用,降低成本。
Forta SDX 2507因为具有极高的耐腐蚀性和机械强度,是脐带缆的理想选择。
柔性管道
柔性管道经常被用作立管,将石油和天然气从海底输送到地面,也被用作海底的输油管线,这些管线在使用过程中一直悬浮在海水中,能够在海水的动态环境中保持稳定的状态非常重要。
在其结构中,柔性管道具有许多层,包括防泄漏热塑性屏障,抗张力和抗压力的铠装层以及抗挤毁的不锈钢壳体。
通常, Supra 316L用于浅海项目, 在海水含盐量高的项目中,则会选用Ultra 254 SMO和Ultra 6XN。在深海项目中,由于水压更高,需要更高强度的材料,双相钢成为最佳选择,如Forta LDX 2101, Forta DX 2205和Forta SDX 2507。
复合管和衬里管
海底管道是将石油和天然气从生产现场输送到炼油厂的关键。耐腐蚀的合金是最好的选择,但是合金成本较高,如果全部使用合金来制作管道,价格会非常的昂贵,另外一种是使用机械衬里管或者复合管,内径由耐腐蚀的合金制作,外壳则使用碳钢,这种管道会相对便宜。
复合管实现了耐腐蚀合金和外管之间的冶金结合,两层材料之间没有缝隙,降低了高压和高温应用中的风险。
生产复合板的专业轧钢厂将耐腐蚀合金和碳钢夹在中间,经过多次加工后制成复合板。对于加工更宽的厚板和小批量的复合板,则采用爆炸复合的方式生产。另外一种制作复合板的方式是堆焊,将耐腐蚀合金焊丝或焊带通过焊接结合到碳钢管或管件的内表面。
机械衬里管是在碳钢管里衬入耐腐蚀合金生产而成。最常见的工艺包括将耐腐蚀合金衬管插入碳钢外壳,使用液压扩充法或机械旋压法,将衬管紧紧地推入管体内。一些制造商还通过加热外管或粘合剂来加强两层之间的结合。
这些技术不需要像冶金复合那样需要大量的能源和生产基础设施。成本相对较低,但是相对于机械复合,冶金复合更为牢固。
复合管和衬里管的材料一般采用奥氏体Supra 316L及其高钼变体Supra 316L HiMo,对于更具腐蚀性的环境,则会选择更高等级的Ultra 317L和Ultra 904L。有些会选用Ultra 254 SMO,因为是含有 6%的钼,并加入氮的超级奥氏体不锈钢,可以使用在对耐均匀和局部腐蚀要求高的苛刻环境中。对于含硫气体来说,Outokumpu还提供了Ultra Alloy 825,这是一种钛稳定化的奥氏体镍基合金,广泛用于石油和天然气行业的管道系统。
Sanicro®35
Alloy 625,因含有58%的镍和10%的钼,具有极高的耐腐蚀性,被使用在要求严苛的海底环境中,但因价格昂贵且波动较大,也给项目规划和交付带来了挑战。
奥托昆普生产的Sanicro®35,是一种具有成本竞争力的合金,具有出色的耐腐蚀性,在部分苛刻的使用环境中可以替代镍基合金Alloy 625,并确保使用寿命。Sanicro®35含有35%的镍和6.4%的钼,不仅降低了成本,同时减少了价格波动的影响,是Alloy 625的理想替代品。
Sanicro®35填补了高性能不锈钢和镍基合金之间的市场空白。它可以应用于各种苛刻的腐蚀环境,包括海水、酸碱、侵蚀腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀以及应力腐蚀开裂 。此外,它具有较高的机械强度,良好的成形性、可焊性和加工性。
可持续发展
可持续发展越来越重要,油气运营商也需要测量和报告可持续性,因此除了确保材料在海底应用中的性能外,减少碳足迹也变得越来越重要。
因此我们主动为客户提供准确的碳足迹数据。在2022年11月,我们就已经开始在产品证书上公布特定产品的碳足迹,数据综合了影响碳足迹所有数据的滚动平均值,并由工程咨询公司WSP进行验证。
我们的客户可以获得准确的碳足迹数据,使他们能更精确计算自己的碳足迹。到目前为止,原始设备制造商通常使用平均碳足迹 来计算,例如欧洲钢厂每公斤不锈钢的平均碳排放量为2.8公斤。但实际上奥托昆普每公斤不锈钢的碳排放量仅有1.8公斤,甚至更低。实际的好处是,他们有了一个准确的数字,从而可以准确计算出产品的碳排放量。