Fricots en acier en alliage forgé en alliage de soudure en acier B462 N08020 pour le pétrole
1. Introduction
Dans le réseau complexe de l'industrie pétrolière, où l'extraction, le transport et le raffinage du pétrole et du gaz se déroulent dans des conditions ardues, l'intégrité des composants n'est pas négociable. Les brides en acier en alliage forgé, en particulier celles de la variété de la bride de soudure en acier en alliage B462 N08020, émergent comme des éléments cruciaux. Ces brides sont les punaises qui garantissent des connexions sécurisées dans les pipelines, les réacteurs et les installations de stockage, soutenant des pressions élevées, des températures extrêmes et des substances corrosives qui sont endémiques au secteur du pétrole.
2. Bouadettes en acier en alliage forgé: un aperçu
2.1 Processus de fabrication
La création de brides en acier en alliage forgé est un processus méticuleux qui commence par l'acier en alliage soigneusement sélectionné. L'acier est chauffé à un état malléable, généralement dans une plage de température contrôlée avec précision. Cette température varie en fonction de la composition en alliage spécifique, mais généralement, il permet à l'acier d'être façonné sans perdre ses propriétés mécaniques souhaitables.
Open - Le forgeage est une méthode courante où l'acier est placé entre deux matrices, et la matrice supérieure est martelée ou pressée à plusieurs reprises pour façonner l'acier. Cette méthode est idéale pour produire des brides de taille personnalisées, car elle offre une flexibilité dans la mise en forme. En revanche, le forge de la matrice fermée implique que l'acier est placé dans une dé à cavité fermée. Lorsque la pression est appliquée, l'acier remplit la cavité de la matrice, résultant en une bride avec des dimensions très précises. Cette méthode convient plus à la production de masse.
Une autre technique, bouleversée, se concentre sur l'augmentation du diamètre d'une section spécifique de la bride. L'acier est maintenu en place et une force de compression est appliquée à la fin, ce qui la fait se développer. Après le forgeage, les brides subissent souvent des processus d'usinage tels que la coupe, le forage et le broyage pour obtenir les dimensions finales et une finition de surface lisse.
2.2 Types de brides en acier en alliage forgé
2.2.1 Slip - Sur les brides
Glissement - sur les brides sont conçues avec un alésage légèrement plus grand que le diamètre extérieur du tuyau. Ils sont glissés sur l'extrémité du tuyau et une soudure de filet est appliquée à la fois sur les diamètres intérieurs et extérieurs de la connexion de la bride. Ce type de bride est relativement facile à installer, ce qui en fait un choix populaire pour les applications à faible pression moyenne dans l'industrie du pétrole. Par exemple, dans certains pipelines de raffinerie où la pression ne dépasse pas un certain seuil, le glissement - sur les brides peut être utilisé efficacement. Cependant, leur capacité de chargement est quelque peu limitée par rapport à d'autres types, et ils peuvent ne pas convenir à des environnements de contrainte élevés.
2.2.2 Brides de cou de soudure
Les brides de cou de soudure présentent un moyeu effilé qui passe progressivement de la face de la bride à la connexion du tuyau. Cette conception permet un flux lisse de fluide, réduisant les turbulences et minimisant les chutes de pression. Le moyeu effilé offre également une résistance améliorée, ce qui rend les brides de cou de soudure idéales pour les applications à haute pression et à haute température. Dans les pipelines de pétrole à longue distance qui transportent du pétrole brut ou du gaz naturel à des pressions élevées, les brides de cou de soudure sont couramment utilisées. La connexion entre la bride et le tuyau est établie à l'aide d'une soudure de crosse, qui renforce encore le joint et assure une connexion étroite.
2.2.3 Fricots de soudure à douille
Les brides de soudure à douille ont une douille - comme l'ouverture où le tuyau est inséré. Une soudure de filet est ensuite appliquée autour de l'extérieur de la douille pour fixer le tuyau. Ces brides sont généralement utilisées dans les pipelines de petits diamètres ou dans les zones où l'espace est restreint. Dans l'industrie du pétrole, ils peuvent être trouvés dans des lignes d'instrumentation ou dans des unités de traitement compactes. Les brides de soudure à douille offrent une bonne résistance à la fatigue, ce qui est bénéfique dans les applications où le pipeline peut être soumis à des vibrations ou à une charge cyclique.
2.2.4 Boulots aveugles
Les brides aveugles sont des disques solides avec des trous de boulon autour du périmètre. Ils sont utilisés pour fermer l'extrémité d'un tuyau, d'une vanne ou d'un récipient sous pression. Dans l'industrie du pétrole, les brides aveugles sont essentielles pendant les opérations de maintenance. Par exemple, lorsqu'une section d'un pipeline doit être isolé pour l'inspection ou la réparation, une bride aveugle peut être installée pour empêcher l'écoulement des liquides. Ils sont conçus pour résister à des pressions élevées, car ils sont souvent soumis à toute la force de la pression interne dans le pipeline.
2.2.5 Brides de joint
Les brides joints de repos se composent de deux parties: une extrémité de talon et une bride en vrac. L'extrémité du talon est soudée sur le tuyau et la bride lâche peut être tournée autour de l'extrémité du talon pour un alignement facile pendant l'installation. Ce type de bride est utile lorsque le démontage fréquent et le remontage sont nécessaires, comme dans les zones où l'entretien ou la modification régulière du système de pipeline est nécessaire. Dans certaines plantes pétrochimiques, les brides joints sont utilisées dans des sections du pipeline qui doivent être périodiquement accessibles pour le nettoyage ou l'inspection.
3. Bride de soudure en acier en alliage B462 N08020
3.1 Composition chimique
La bride de soudure en acier en alliage B462 N08020, également connu sous le nom d'alliage 20, a une composition chimique soigneusement modifiée qui lui confond des propriétés exceptionnelles. L'élément dominant est le nickel, qui forme la base de l'alliage et fournit un niveau élevé de résistance à la corrosion. Le chrome est présent en quantités importantes, généralement dans la plage de 19 à 21%. Le chrome réagit avec l'oxygène dans l'environnement pour former une couche d'oxyde passive à la surface de la bride. Cette couche agit comme une barrière protectrice, empêchant l'oxydation et la corrosion supplémentaires.
Le fer sert de matrice de l'alliage, contribuant à sa force globale et à son intégrité structurelle. Le molybdène, dans la plage de 2 à 3%, améliore la résistance de l'alliage aux piqûres et à la corrosion des crevasses, qui sont des formes courantes de corrosion dans l'industrie du pétrole. Le cuivre, à 3 à 4%, améliore encore la résistance à la corrosion, en particulier dans les environnements acides. De plus, l'alliage contient du niobium (NB), qui est ajouté en un montant équivalent à 8 fois la teneur en carbone jusqu'à un maximum de 1%. Le niobium aide à stabiliser l'alliage contre la sensibilisation, un processus qui peut entraîner une perte de résistance à la corrosion dans certains alliages.
3.2 Propriétés mécaniques
La bride de soudure en acier en alliage B462 N08020 présente des propriétés mécaniques impressionnantes. Dans son état stabilisé - recuit, il a une résistance à la traction minimale de 80 kSI (551 MPa) et une limite d'élasticité minimale de 35 KSI (241 MPa). L'allongement à la pause est d'au moins 30%, indiquant une bonne ductilité. Cette combinaison de résistance et de ductilité permet à la bride de résister à des charges de pression élevées sans fracturation et à se déformer plastiquement dans une certaine mesure avant l'échec.
L'alliage maintient également bien ses propriétés mécaniques à des températures élevées. Ceci est crucial dans l'industrie pétrolière, où les pipelines et l'équipement peuvent fonctionner à des températures élevées pendant le processus de raffinage ou pendant le transport de liquides chauds. La résistance à la température élevée de l'alliage 20 garantit que les brides ne subissent pas de ramollissement ou de perte de charge - de chargement significatives dans de telles conditions.
3.3 Résistance à la corrosion
L'une des caractéristiques les plus remarquables de la bride de soudure en acier en alliage B462 N08020 est sa résistance à la corrosion exceptionnelle. Il offre une excellente résistance à la corrosion générale dans un large éventail d'environnements chimiques. En particulier, il est très résistant aux acides tels que l'acide sulfurique, l'acide phosphorique et l'acide nitrique. Dans le processus de raffinage du pétrole, ces acides sont couramment utilisés à divers stades, et la capacité de la bride à résister à leurs effets corrosives est essentielle pour maintenir l'intégrité de l'équipement.
L'alliage montre également une résistance remarquable à la corrosion induite par le chlorure. Les chlorures sont souvent présents dans le pétrole brut, l'eau de mer (dans les opérations offshore) et dans certains cours d'eau dans les raffineries. La corrosion induite par le chlorure peut entraîner des piqûres et des fissures de stress - la corrosion, ce qui peut compromettre gravement la sécurité et la fiabilité des pipelines et de l'équipement. La présence de nickel, de chrome et de molybdène dans l'alliage 20 fournit un effet synergique qui inhibe efficacement les mécanismes de corrosion induits par le chlorure.
De plus, l'ajout de niobium dans l'alliage aide à prévenir la corrosion inter-granulaire. La corrosion inter-granulaire se produit le long des joints de grains du métal, et il peut être un problème important dans certains alliages, en particulier ceux qui ont été soumis à des processus de soudage ou à d'autres processus de traitement. En stabilisant l'alliage contre la sensibilisation, le niobium garantit que la résistance à la corrosion de la bride reste intacte même après la fabrication et l'installation.
4. Applications dans l'industrie du pétrole
4.1 Opérations en amont
4.1.1 puits de pétrole et de gaz
Dans l'environnement sévère des puits de pétrole et de gaz, la bride de soudure en acier en alliage B462 N08020 est utilisée dans des composants critiques tels que des assemblages de tête. La tête de puits est l'interface entre le réservoir souterrain et les installations de surface, et elle doit résister à des pressions élevées, des fluides de puits corrosifs et des contraintes mécaniques. Les brides de l'ensemble de la tête de puits sont utilisées pour connecter divers tuyaux, vannes et raccords. La forte résistance à la corrosion de l'alliage 20 protège les brides des composés de soufre, des chlorures et des acides présents dans les fluides de puits.
Les brides sont également utilisées dans les tubes de production qui transportent l'huile et le gaz du réservoir à la surface. Ces tubes sont exposés à des pressions et des températures élevées, et la résistance mécanique et la résistance à la corrosion des brides B462 N08020 assurent leur fiabilité à long terme. De plus, pendant le processus de forage, lorsque le puits est terminé, les brides faites de cet alliage peuvent être utilisées dans l'équipement d'achèvement pour assurer une connexion sécurisée et fuite.
4.1.2 Plateformes offshore
Les plates-formes offshore sont confrontées aux défis combinés de la production de pétrole et de gaz à haute pression et un environnement marin hautement corrosif. L'eau de mer chargée de sel peut rapidement corroder les métaux non protégés. Les brides en acier en alliage forgé, en particulier celles du type B462 N08020, sont largement utilisées dans les systèmes de tuyauterie sur les plates-formes offshore. Ils relient les pipelines sous-marins qui apportent le pétrole et le gaz à la plate-forme avec les installations de traitement et de stockage ON-Platform.
Les brides sont également utilisées dans les pipelines qui transportent les produits transformés vers les réservoirs de stockage ou pour l'exportation. La capacité de l'alliage 20 à résister au chlorure - la corrosion induite en fait un choix idéal pour cette application. De plus, les propriétés de résistance élevée des brides leur permettent de résister aux charges dynamiques associées aux opérations offshore, telles que le mouvement de la plate-forme en raison des vagues et des marées.
4.2 Opérations en milieu médian
4.2.1 Transport du pipeline
Les pipelines à longue distance sont les artères de l'industrie du pétrole intermédiaire, transportant de grandes quantités de pétrole brut, de produits raffinés et de gaz naturel. Les brides en acier en alliage forgé jouent un rôle vital pour assurer l'intégrité de ces pipelines. Les brides B462 N08020 sont utilisées sur les joints de pipeline, les connexions de soupape et aux points où le pipeline change de direction ou d'élévation.
Ces brides doivent résister aux pressions internes élevées des fluides qui coulent, qui peuvent varier en fonction du type de produit transporté et de la distance de transport. Ils doivent également résister aux forces externes telles que le mouvement du sol, les vibrations et les effets des changements de température. La résistance à la corrosion de l'alliage 20 protège les brides des substances corrosives présentes dans le sol, l'eau et, dans certains cas, les produits transportés eux-mêmes. Dans les zones où le pipeline peut traverser les rivières ou d'autres plans d'eau, la résistance des brides à la corrosion née de l'eau est particulièrement importante.
4.2.2 Terminaux de stockage
Aux terminaux de stockage, où de grands volumes de produits pétroliers sont stockés dans des réservoirs, des brides en acier en alliage forgé sont utilisées dans les systèmes de tuyauterie qui relient les réservoirs aux installations de chargement et de déchargement. Les brides doivent être capables de gérer le transfert de liquides à différentes pressions et températures, selon le type de produit et les conditions de stockage.
Dans une borne de stockage du pétrole brut, par exemple, les brides peuvent être exposées aux composants acides et soufrés de l'huile brute. L'excellente résistance à la corrosion des brides B462 N08020 garantit qu'elles peuvent résister à cet environnement sévère sans corrodage ni développement de fuites. De plus, pendant les opérations de chargement et de déchargement, les brides doivent être capables de sceller étroitement pour éviter les déversements et assurer le transfert sûr des produits.
4.3 Opérations en aval
4.3.1 raffineries de pétrole
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