[發明專利]一種用于石油天然氣輸送的鈦合金管及其制備方法

有效

• 申請號: 201710071463.0
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106811622B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 張忠世;郭淑君;張政偉;張桂艷;莫喜剛;于曉玲
• 申請（專利權）人: 中世鈦業有限公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22F1/18;B21C37/06;F16L9/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

本發明涉及一種用于石油天然氣輸送的鈦合金管及其制備方法，該鈦合金管按質量百分含量由以下組分組成：Al 0.1％?2.4％；O 0.2％?0.32％；Fe≤0.10％；C≤0.08％；N≤0.05％；H≤0.015％；余量為Ti。通過配料熔煉，鍛造棒材，熱穿孔，熱軋制，熱定徑，熱矯直，表面噴砂等工序制備。本發明制備得到的鈦合金管具備在150℃下耐H₂S和CO₂腐蝕的特點，解決現有石油天然氣輸送用管線鋼管易腐蝕的問題，延長了輸送管線的使用壽命；其內外壁表面粗糙度在3.2μm以下，解決了石油輸送時因管內壁結蠟而導致輸油管堵塞的問題，減少了損失，降低了成本，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及材料加工技術領域，具體涉及一種用于石油天然氣輸送的鈦合金管及其制備方法。

背景技術

在石油天然氣的開發過程中，CO₂、H₂S等氣體對油管的腐蝕已成為油田的主要腐蝕問題。隨著石油、天然氣需求的不斷增長，油、氣井的開采條件日趨惡化、復雜，一些H₂S、CO₂含量高的腐蝕環境嚴酷的油氣田的相繼開發，迫切需要鋼管制造業開發與生產適應這類酸性服役條件下的新型石油天然氣輸送用管。采用含有高Ni、Cr、Mo等元素的合金材料是抗酸性腐蝕的理想材料，但因其成本較高，限制了在石油領域的廣泛使用。

我國大多數原油含蠟量都比較高，含蠟量超過10％的原油幾乎占整個產出原油的90％。當進行原油輸送時，由于壓力和溫度降低，蠟從原油中析出并凝結于管壁，便形成結蠟現象，使油管斷面變小以致堵寨，尤其是稠油輸送時，結蠟現象更嚴重，嚴重影響石油正常輸送。輸油管道的結蠟不僅會增加管道運行的能耗、影響管道的安全運行，而且還可能造成凝管事故，給輸油管道的輸送帶來很大的安全隱患。油井生產實際表明，除了溫度和壓力外，輸油管道管壁的粗糙度也是影響結蠟的重要因素，如管壁粗糙，蠟晶體容易粘附在上面形成結蠟，反之則不容易結蠟。

目前常用的解決輸油管道結蠟問題有以下幾種主要方式：一是加熱輸送，這種加熱輸送方式工藝復雜，能耗高，投資巨大且安全性較差，油輸送效率極低。二是在原油中添加降凝劑、阻凝劑，這種方式效果雖好，但是化學助劑的價格太高，常年注入導致原油輸送成本的大幅提升，不適合大規模的推廣使用。三是機械清蠟的方式，機械清蠟的方式雖然成本低，但是這種清除方式會對管道造成機械損傷，影響管道的使用壽命。

因此，需要開發一種耐酸性的、防結蠟的新型石油天然氣輸送用管材。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供一種用于石油天然氣輸送的鈦合金管及其制備方法，解決了現有石油天然氣輸送用管線鋼管易腐蝕以及因管內壁結蠟而導致輸油管堵塞的問題，延長了輸送管線的使用壽命，降低了維修和停產帶來的損失，是一種高強度、耐腐蝕、防結蠟的新型鈦合金管，具有良好的應用前景。

本發明制備得到的鈦合金管強度為55ksi-80ksi，滿足石油天然氣輸送中對管材強度的要求；合金組分以及含量的控制使其在150℃下耐H₂S和CO₂腐蝕，延長了使用壽命；通過組分調整和表面噴砂處理，使其內外壁表面粗糙度在3.2μm以下，具有防結蠟的功能。

第一方面，本發明提供一種鈦合金管，所述鈦合金管按質量百分含量由以下組分組成：

根據本發明，所述鈦合金管中Al的含量為0.1％-2.4％，例如可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.0％、2.1％、2.2％、2.3％或2.4％，以及上述數值之間的具體點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。