Phát triển ống thép chịu mài mòn cho đường ống ngầm thành dày X70
Đường ống dưới biển là thành phần chính của hệ thống phát triển và sản xuất các mỏ dầu khí ngoài khơi, đồng thời là phương thức vận chuyển nhanh nhất, an toàn nhất, tiết kiệm và đáng tin cậy nhất để liên tục vận chuyển một lượng lớn dầu khí. Nó đã trở thành phương tiện vận tải hữu hiệu được sử dụng rộng rãi trong ngành dầu khí ngoài khơi và được coi là “huyết mạch” trong hệ thống khai thác dầu khí ngoài khơi. Từ năm 1954, công ty Brown & Root đã đặt đường ống ngầm đầu tiên trên thế giới ở Vịnh Mexico của Hoa Kỳ trong hơn nửa thế kỷ, tổng chiều dài đường ống ngầm mà các nước trên thế giới đặt đã lên tới hơn 100,{{ 2}} km và độ sâu lên tới 3052 mét. Công nghệ đường ống ngầm dưới biển của Trung Quốc vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, có khoảng cách nhất định với các nước phát triển trên thế giới, còn nhiều vấn đề kỹ thuật.
Môi trường biển kém hơn trên đất liền, so với đường ống trên đất liền, đường ống biển ở nhiệt độ thấp, áp suất cao, môi trường làm việc ăn mòn mạnh nên có tính đến đặc thù của môi trường dịch vụ đường ống trên biển, sức mạnh của tàu ngầm đường ống, độ bền nhiệt độ thấp, hiệu suất nén, độ chính xác kích thước và các chỉ số khác có yêu cầu nghiêm ngặt. Do đặc thù của phương tiện đặt và môi trường sử dụng của đường ống ngầm, giới hạn trên và dưới của đặc tính dọc và ngang của thân ống được đưa ra trong thiết kế đường ống ngầm để đảm bảo tốt hơn độ bền ngang nhau của nó và đường ống Marine cũng yêu cầu độ dẻo tốt và khả năng chống ăn mòn nhất định.
Với sự phát triển khai thác dầu ngoài khơi từ ngoài khơi đến biển sâu, ống thép cần có khả năng chịu áp lực lớn nên thép dùng trong đường ống ngầm đang phát triển theo hướng có độ dày thành lớn và mác thép cao. Hiện nay, ống thép X65 đã được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng đường ống ngầm dưới biển ở Trung Quốc và đã trở thành xu hướng tiếp tục phát triển ống thép chịu mài mòn cho đường ống ngầm có thành dày X70 cường độ cao trở lên thích hợp cho các đường ống ngầm sâu- dịch vụ biển.
Độ bền cao, độ bền cao, khả năng chống ăn mòn và hàn dễ dàng là những yêu cầu cơ bản của thép đường ống ngầm. Để đáp ứng môi trường dịch vụ và an toàn xây dựng của đường ống ngầm, cần có sự thống nhất về độ bền dọc và ngang cũng như độ dẻo cao của đường ống. Thép chịu mài mòn đường ống hiệu suất cao phải được đặc trưng bởi cấu trúc ferit hình kim có hàm lượng cacbon cực thấp hoặc cacbon cực thấp, để có độ bền cao, độ bền cao và khả năng thích ứng hàn tốt đồng thời có khả năng chống rách động cao. Công nghệ luyện thép nguyên chất như xử lý S và Ca cực thấp là cần thiết trong quá trình sản xuất thép. Trong kỹ thuật cán nóng, cán có kiểm soát và làm mát có kiểm soát được sử dụng để thu được cấu trúc ferit hình kim tinh khiết và đồng nhất.
Theo điều kiện kỹ thuật của ống thép dùng cho đường ống dẫn nước sâu ở Biển Đông, các nhà nghiên cứu đã phát triển loại ống thép chịu mài mòn thành dày X70 Φ765,2mm×31,8mm dùng cho đường ống dưới biển. Bằng cách kiểm tra ống thép, giới hạn chảy dọc và ngang của thân ống thép Lớn hơn hoặc bằng 550MPa, cường độ kéo lớn hơn hoặc bằng 660MPa, mức tối thiểu tỷ lệ năng suất là 0.81, độ bền kéo của mối hàn là 695MPa, độ giãn dài đồng đều là 7,6% và độ giãn dài sau đứt là 54%. Ở -20 độ , năng lượng va chạm trung bình của thân ống là 340J và năng lượng va đập trung bình của mối hàn là 168J. Ở 0 độ, giá trị đặc tính CTOD tối đa δm đạt 0,688mm, mối hàn tối thiểu là 0,222mm và vùng ảnh hưởng nhiệt tối thiểu là 0,280mm. Các đặc tính chống nứt hydro, ăn mòn ứng suất sunfua và ăn mòn phun muối là tốt trong vật liệu cơ bản, vùng chịu ảnh hưởng nhiệt và mối hàn. Kết quả thử nghiệm cho thấy ống thép X70 có các đặc tính tuyệt vời như độ dẻo cao, độ bền ở nhiệt độ thấp, độ bền đứt gãy và khả năng chống ăn mòn, phù hợp cho việc vận chuyển dầu khí trong môi trường dịch vụ hàng hải.
