Trong tiêu chuẩn API 5CT, mác thép L80 bao gồm 4 cấp độ khác nhau: L80-1, L80-3Cr, L80-9Cr và L80-13Cr. Mặc dù về cơ bản chúng ở cùng cấp độ về độ bền nhưng chúng khác nhau đáng kể ở một số khía cạnh quan trọng, bao gồm thành phần hóa học, tính chất cơ học, khả năng chống ăn mòn, kịch bản ứng dụng và chi phí sản xuất. Bây giờ chúng tôi sẽ giải thích chi tiết những khác biệt này:
Sự khác biệt về thành phần hóa học
- Thành phần hóa học L80-1: Là loại thép L80 tiêu chuẩn, hàm lượng nguyên tố hợp kim của nó tương đối thấp. Nói chung, hàm lượng cao các nguyên tố hợp kim như crom không được cố ý thêm vào để cải thiện khả năng chống ăn mòn.
- Thành phần hóa học L80-3Cr: Hàm lượng crom xấp xỉ 2,8% - 3.2% và nó cũng chứa một tỷ lệ nhất định molypden và các nguyên tố hợp kim khác.
- Thành phần hóa học L80-9Cr: Hàm lượng crom thường khoảng 8,5% - 9.5% và hàm lượng cacbon tương đối cao hơn L80-3Cr, khoảng 0,25% - 0.35%. Hàm lượng của các nguyên tố khác cũng khác với L80-3Cr.
- Thành phần hóa học L80-13Cr: Hàm lượng crom nằm trong khoảng 12% - 13.5% và nó thường được kết hợp với lượng molypden và niken thích hợp. Hàm lượng molypden thường vào khoảng 2% - 3% và hàm lượng niken có thể vào khoảng 1% - 2%.
So sánh tính chất cơ học
- Độ bền: Cả bốn đều thuộc loại thép L80, có cường độ năng suất tối thiểu được chỉ định là khoảng 552 MPa. Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất, do hàm lượng nguyên tố hợp kim cao hơn nên cường độ của L80-13Cr có thể cao hơn một chút so với L80-9Cr và L80-3Cr; cường độ của L80-9Cr thường cao hơn L80-3Cr; trong khi sức mạnh tương đối của L80-1 thấp hơn.
- Độ bền và khả năng chống va đập: Ở khía cạnh này, L80-13Cr thể hiện độ bền và khả năng chống va đập tốt nhất, tiếp theo là L80-9Cr, sau đó là L80-3Cr, trong khi L80-1 có độ bền và khả năng chống va đập tương đối yếu hơn.
Phân tích khả năng chống ăn mòn
- L80-1: Khả năng chống ăn mòn tương đối kém, đáp ứng yêu cầu sử dụng cơ bản trong môi trường dầu khí nói chung. Tuy nhiên, trong môi trường chứa môi trường ăn mòn như lưu huỳnh và carbon dioxide, tốc độ ăn mòn của nó sẽ tương đối nhanh.
- L80-3Cr: Có thể chống lại sự ăn mòn ở mức độ nhất định từ carbon dioxide và môi trường axit và kiềm nhẹ. Tuy nhiên, khả năng chống ăn mòn của nó bị hạn chế trong môi trường-nồng độ cao, ăn mòn áp suất cao.
- L80-9Cr: Cung cấp khả năng chống ăn mòn vượt trội so với L80-3Cr, thể hiện khả năng chống chịu mạnh hơn trong môi trường ăn mòn chứa lưu huỳnh và carbon dioxide, đồng thời có thể chịu được nồng độ môi trường ăn mòn cao hơn và điều kiện hoạt động khắc nghiệt hơn.
- L80-13Cr: Có khả năng chống lại các ion carbon dioxide, hydro sunfua và clorua tuyệt vời, đồng thời có khả năng chống ăn mòn CO₂ dưới 150 độ tốt, khiến nó phù hợp với môi trường ăn mòn phức tạp và nghiêm trọng hơn.
Kịch bản ứng dụng
- L80{1}}1: Thích hợp cho các giếng dầu khí có điều kiện địa chất đơn giản và mức độ ăn mòn thấp, chẳng hạn như một số giếng dầu và khí đốt thông thường nông, có độ ăn mòn thấp.
- L80-3Cr: Thích hợp cho các giếng dầu khí có mức độ ăn mòn tương đối thấp, chẳng hạn như một số giếng nông hoặc khu vực có hàm lượng môi trường ăn mòn thấp trong hệ tầng.
- L80-9Cr: Thích hợp cho môi trường có mức độ ăn mòn vừa phải và có thể được sử dụng trong một số giếng dầu khí có chứa một lượng môi trường ăn mòn nhất định như hydro sunfua và carbon dioxide. Nó cũng có một số ứng dụng trong giếng sâu và siêu sâu.
- L80-13Cr: Thường được sử dụng trong các giếng dầu và khí đốt trong môi trường có tính ăn mòn cao với hàm lượng lưu huỳnh, carbon dioxide và clorua cao, chẳng hạn như các mỏ dầu khí biển sâu và các mỏ khí có tính axit cao; nó cũng thích hợp cho các giếng sâu và cực-có nhiệt độ-cao, áp suất cao và môi trường ăn mòn phức tạp.
So sánh chi phí sản xuất và giá cả
- L80-1: Do quy trình sản xuất tương đối đơn giản và chi phí nguyên tố hợp kim thấp hơn nên giá thành và giá thành sản xuất cũng tương đối thấp.
- L80-3Cr: Giá thành và giá thành sản xuất cao hơn L80-1 nhưng thấp hơn L80-9Cr và L80-13Cr.
- L80-9Cr: Do hàm lượng crom cao nên khó sản xuất và giá thành cũng cao hơn nên giá thành tương đối cao.
- L80-13Cr: Với hàm lượng crom cao và cần bổ sung thêm các nguyên tố hợp kim quý khác nên quy trình sản xuất được kiểm soát chặt chẽ, dẫn đến giá thành sản xuất cao nhất và tương ứng là sản phẩm đắt nhất.
