سلب مسئولیت:توجه به این نکته ضروری استدرجه Z150 از آخرین نسخه های رسمی استاندارد API 5CT حذف شده است.این بخشی از درجه‌های قدرت فوق‌العاده-بالا- «گروه 4» قدیمی‌تر بود که شامل Z140 نیز می‌شد. اگرچه ممکن است هنوز برای پروژه‌های خاص مشخص شود یا از برخی تولیدکنندگان به عنوان یک درجه اختصاصی در دسترس باشد، این یک محصول استاندارد و خارج از قفسه API نیست.
این اطلاعات بر اساس داده های تاریخی و مشخصات درجه اختصاصی است.
1. ویژگی های کلیدی و برنامه های کاربردی
فوق العاده-استحکام بالا:Z150 با حداقل قدرت تسلیم آن 150000 psi (1034 MPa) مشخص می شود. این باعث می شود آن را به یکی از قوی ترین درجه های پوشش موجود تبدیل کند.
کاربرد:برای استفاده در طراحی شده استمحیط های پر از چاله:
چاه‌های بسیار عمیق-در جایی که ترکیب بارهای کششی بالا (وزن ریسمان بلند) و فشارهای فروپاشی بیرونی بالا مستلزم استحکام استثنایی است.
چاهک‌های-فشار/بالا-دما (HPHT):برای مقاومت در برابر فشارهای شدید انفجار داخلی.
طرح های پیچیده چاه:مانند حفاری با دسترسی طولانی (ERD) با کشش و گشتاور بالا.
چالش ها:دستیابی به این سطح استحکام مستلزم متالورژی پیچیده و عملیات حرارتی دقیق (کوئنچ و تمپرینگ) است. این گاهی اوقات می تواند به قیمت کاهش چقرمگی و افزایش حساسیت به ترک خوردگی استرس سولفیدی (SSC) باشد. بنابراین، آن استبه طور کلی برای سرویس ترش توصیه نمی شود(محیط های حاوی H2S) بدون آزمایش کامل و تغییرات خاص.
2. جدول پارامترهای محصول و خواص مکانیکی
جدول زیر خواص مکانیکی کلیدی درجه Z150 را همانطور که از نظر تاریخی تعریف شده است، نشان می دهد.
جدول 1: خواص مکانیکی API 5CT Grade Z150
| اموال | ارزش | واحد | یادداشت ها | |
|---|---|---|---|---|
| تعیین درجه | Z150 | - | سری "Z" برای استحکام فوق العاده- | |
| حداقل قدرت تسلیم | 150,000 | psi | 1034 مگاپاسکال | |
| حداکثر قدرت تسلیم | 180000 (معمولی) | psi | 1241 مگاپاسکال | (1) این یک حد حداکثر معمولی است. مقادیر دقیق توسط سازنده تعیین شده است. |
| حداقل مقاومت کششی | 160,000 | psi | 1103 مگاپاسکال | |
| سختی (HRC) | ~ 36 - 42 | HRC | * (2) سختی به طور بحرانی برای متعادل کردن قدرت و مقاومت SSC کنترل شد. | |
| ازدیاد طول (حداقل) | طبق فرمول | % | فرمول استاندارد API بر اساس نمونه آزمایش کششی. |
نکات روی میز:
حداکثر قدرت تسلیم:حداکثر حد برای اطمینان از چقرمگی و شکل پذیری کافی ضروری است. مقدار خاص معمولاً توسط برگه اطلاعات فنی سازنده تعریف می شد.
سختی:این یک پارامتر حیاتی است. سختی بالا خطر ترک خوردگی استرس سولفیدی (SSC) را افزایش می دهد. برای هرگونه استفاده بالقوه در سرویس های ترش ملایم، سختی باید به دقت کنترل و مطابق با استانداردهایی مانند NACE MR0175/ISO 15156 آزمایش شود.
3. ترکیب شیمیایی (معمولی / اختصاصی)
ترکیب شیمیایی Z150 اختصاصی است و بسته به سازنده متفاوت است. این یک فولاد کم آلیاژ{2}}است که با دقت طراحی شده است تا از طریق عملیات حرارتی به استحکام مورد نیاز دست یابد. یک محدوده معمولی ممکن است به شکل زیر باشد:
جدول 2: ترکیب شیمیایی معمول (وزن %)
| عنصر | محدوده معمولی | هدف |
|---|---|---|
| کربن (C) | 0.25 - 0.35 % | استحکام و سختی را افزایش می دهد. |
| منگنز (Mn) | 0.60 - 1.20 % | استحکام و سختی را افزایش می دهد. |
| مولیبدن (Mo) | 0.40 - 0.80 % | سختی و استحکام را به خصوص در دماهای بالا افزایش می دهد. |
| کروم (کروم) | 0.80 - 1.50 % | سختی پذیری، خوردگی و مقاومت در برابر اکسیداسیون را بهبود می بخشد. |
| نیکل (Ni) | 0.50 - 1.50 % | چقرمگی و سختی را به خصوص در بخش های دیوار سنگین تر افزایش می دهد. |
| وانادیوم (V) | 0.05 - 0.15 % | ساختار دانه را اصلاح می کند و استحکام را از طریق سخت شدن بارش افزایش می دهد. |
| دیگران (S, P) | کمتر یا مساوی 0.010 % | برای بهبود چقرمگی و کاهش خطر ترک خوردن بسیار پایین نگه داشته می شود. |
4. استانداردهای بعدی و آزمایشی
با وجود درجه حذف شده، هر لوله Z150 تولید شده با تلورانس های ابعادی و الزامات تست استاندارد API 5CT که در آن زمان قابل اجرا بود مطابقت دارد.
ابعاد:قطر بیرونی (OD)، ضخامت دیوار (WT) و طول در هر API 5CT.
نخ زنی:می‌تواند با رشته‌های استاندارد API (به عنوان مثال، BTC، LTC، STC) یا معمولاً برای چنین درجه‌های{2} عملکرد بالا، بااتصالات پریمیوماز تولیدکنندگانی مانند Vallourec، Tenaris، یا Hunting.
تست کردن:تحت آزمایش‌های اجباری کامل از جمله آزمایش هیدرواستاتیک، بازرسی ابعادی، و آزمایش غیرمخرب (NDT) قرار می‌گیرد. آزمایش‌های اضافی مانند Charpy V{2}}تست ضربه ناچ استاندارد خواهد بود.
خلاصه و جایگزین های مدرن
از آنجایی کهZ150 دیگر یک درجه فعال API نیستمهندسانی که چاه هایی را طراحی می کنند که به این سطح از عملکرد نیاز دارند معمولاً از موارد زیر استفاده می کنند:
نمرات اختصاصی-عملکرد بالا:تولیدکنندگان درجات مقاومت فوق العاده-بالا- خود را ارائه می‌دهند که عملکرد Z150 را برآورده می‌کند یا از آن فراتر می‌رود، اغلب با چقرمگی بهبود یافته و مناسب‌تر برای محیط‌های خاص. مثالها عبارتند از:
والورک:VM-150
تناریس:Blue™ 125/130/140/150
دیگران:امتیاز 140-150 ksi اختصاصی
Q125:بالاترین-درجه قدرتی که در حال حاضر در API 5CT فهرست شده است، که به عنوان معیار برای بسیاری از برنامه‌های فوق- چاه عمیق عمل می‌کند.
برای هر پروژه ای که درجه ای مانند Z150 را در نظر می گیرد، ضروری استبه طور مستقیم با تولید کنندگان پوشش برتر مشورت کنیدبرای دریافت به‌روزترین برگه‌های اطلاعات فنی-به‌روز-و پشتیبانی مهندسی برای شرایط خاص چاه خود.
