鎳基合金管不僅在石油、化工、煤炭開發(fā)、火力發(fā)電站、核電站等諸多領域應用非常廣泛，而且在油氣開發(fā)上的作用日益凸顯。隨著國內(nèi)一些地質(zhì)和井況條件惡劣的油氣田相繼投入使用，要求管材具有優(yōu)異的高壓條件下的抗H2S、CO2高溫腐蝕性能。普通油井管包括13Cr等高鉻馬氏體不銹鋼管材已無法滿足使用條件，迫切需要高抗腐蝕性能的油井管。國際市場上此類產(chǎn)品基本被壟斷，價格不菲，且供貨周期長，國內(nèi)的耐蝕合金油井管還處于剛起步階段，目前能夠供貨的主要是天津鋼管集團股份有限公司和寶鋼特鋼有限公司。
2010年2月，美國石油學會（API）頒布了新標準ANSI/API Specification 5CRA，將耐蝕合金油井管分為4組：第1組為馬氏體不銹鋼，第2組為鐵素體-奧氏體不銹鋼（雙相鋼和超級雙相鋼），第3組為鐵鎳基奧氏體合金，第4組為鎳基奧氏體合金。
鎳基合金管在國內(nèi)外受到廣泛重視，日本新日鐵住金公司、美國Special Metals、阿根廷Tenaris、瑞典Sandvik以及我國的寶鋼特鋼有限公司、天津鋼管等國內(nèi)外鋼管企業(yè)都先后建立了自己的鎳基合金管生產(chǎn)體系。表1為國內(nèi)外鎳基合金油套管的生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品(部分)。
表1 國內(nèi)外鎳基合金油套管的生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品(部分)
生產(chǎn)廠 | 產(chǎn) 品 |
Special Metals | Incoloy Alloy 028，Incoloy Alloy 825，Incoloy Alloy G3，Incoloy Alloy C276 |
新日鐵 | SMC276，SM2060，SM2050，SM2550，SM2535，SM2242等 |
Tenaris | Alloy28，Alloy29，G3，C-276，Alloy825等 |
Sandvik | Sanicro41，Sanicro28等 |
寶鋼特鋼 | BG2532，BG2830，BG2250，BG2242，BG2235等 |
天津鋼管 | TDJG3，TDJ2535，TDJ028等 |
國內(nèi)外大量的試驗證明，耐蝕合金的耐蝕性能隨著Cr、Ni含量的增加而提高。美國Special Metals公司研究了高含硫以及Cl-1、CO2條件下的鎳基耐蝕合金Incoloy Alloy 028（N08028），Incoloy Alloy 825（N08825），Incoloy Alloy G3（N06985）等，試驗條件參照了ISO 15156-3∶2009標準，得出了如下耐腐蝕性標準：N06985＞N08825＞N08028。
從工程技術上看，全面腐蝕相對局部腐蝕其危險性小些，而局部腐蝕危險極大。點蝕是一種腐蝕集中在金屬（合金）表面數(shù)十微米范圍內(nèi)且縱深發(fā)展的腐蝕形式，影響點蝕的因素有合金成分、表面狀態(tài)及介質(zhì)的組成、pH值、溫度等。
根據(jù)ISO 15156-3∶2009標準A.12，固溶鎳基合金按合金含量分為5大類。在奧氏體合金中，對抗腐蝕性能影響最大的是Cr、Ni、Mo3種元素的含量，而且Cr和Mo對抗點蝕也起到關鍵作用。
目前，高端鎳基合金油井管已實現(xiàn)了國產(chǎn)化，能夠滿足油田的要求從而替代進口產(chǎn)品，已成功在國內(nèi)多個油田下井使用。然而對鎳基合金的研究工作還需進一步展開，尤其對H2S、CO2、S0共同存在條件的腐蝕機理尚待深入研究。選材方面，主要參考ISO 15156-3∶2009標準，同時借鑒日本和歐洲等先進企業(yè)的選材指南，而國內(nèi)尚未形成完整的理論體系。調(diào)整產(chǎn)品結構，提高產(chǎn)品檔次，加大科研力度，是我國鋼管行業(yè)的迫切要求。
