De typer av metaller som används inom olje- och gasindustrin

Borrning för råolja, samt produktion, bearbetning, lagring och transport av denna energiprodukt medför stora belastningar och korrosion på material som används i oljeindustrins utrustning. Syrabärande vätskor som används vid borrning kan äta i röret genom vilket de strömmar. Råolja från marken innehåller ämnen som svavel och vätesulfid som inducerar korrosion i rörledningar - ett problem som har påverkat mer än 80 procent av rörledningarna som transporterar råolja från Alaskas nordliga sluttning. Temperaturer högre än 1100 grader Fahrenheil i oljebearbetningsanläggningar kan göra stål spröd. Metaller som används i oljeindustrin måste tåla alla dessa problem.

Stål

Stål är den viktigaste metallen som används i alla delar av olje- och gasindustrin från produktion och bearbetning till distribution av raffinerade produkter. Kolstål är en legering av järn med upp till 2 procent kol som ökar materialets styrka och dess korrosionsbeständighet. Stålet innehåller också spårmängder av andra metaller som nickel eller krom.

Nickel

Tillsatsen av nickel till stållegeringar ökar deras styrka och korrosionsbeständighet. Nickellegeringar används vanligen i julgranar - kombinationer av ventiler och rör som passar över ett brunnhuvud. Stål med 9 procent nickelhalt är hård vid extremt höga och mycket låga temperaturer, den används i värmeväxlare som tar bort värme från olja och gas vid ca 392 grader F och kyla den till 70 grader F, vilket möjliggör säker transport av vätskan. Stål och nickellegeringar används i stor utsträckning i gasbearbetningsanläggningar och flytande naturgasväxter på grund av deras höghållfasthet och korrosionsbeständighet.

Koppar

Koppar och dess legeringar, såsom brons, har en utmärkt elektrisk och termisk ledningsförmåga och kryogena eller kalltåliga egenskaper. Dessa metaller används i ventiler, stammar, tätningar och värmeöverföringsapplikationer. En bronslegering med spår av nickel och aluminium kan användas i brunnsskydd och utblåsningsventiler. Kopparsalter, såsom kopparsulfat, används i gasbearbetningsanläggningar för att absorbera kvicksilver. Kvicksilver uppträder i naturgas och separeras under bearbetningen. Det är giftigt för människor och reagerar med andra metaller i anläggningens utrustning vilket orsakar sprött misslyckande.

Titanium

Titan är en av de mest mångsidiga och värdefulla metallerna som används inom olje- och gassektorn och andra industriella applikationer. Tillsatsen av titan till stållegeringar ökar materialets hållfasthet, densitet och korrosionsbeständighet. Användningen av denna legering i slangröret - stållegeringen runt en brunnsborrning - har blivit utbredd under det senaste decenniet.

Höghållfasta titanlegeringar som används i kompressordelar är hållbara och ökar de användbara delarna av dessa delar jämfört med andra stållegeringar. Titan är mycket resistent mot havsvatten, koldioxid och vätesulfidkorrosion. Den behåller sin styrka vid de mycket låga temperaturer (-240 grader F) som krävs för att flyta naturgas. Den används i värmeväxlarrör i flytande naturgasväxter och i förband av trycksatta kärl i LNG-tankfartyg.

Krom

Krom var en av de första metallerna som användes för att stärka stållegeringar och används fortfarande för detta ändamål. Lågt kolstål som innehåller 12 till 14 procent krom är mycket motståndskraftigt mot koldioxid, vätesulfid och de höga temperaturerna (över 435 grader F) som finns i de djupaste olje- och gasbrunnarna. Användningen av stålrör som innehåller denna andel krom har ökat under de senaste fem åren i USA med bommen vid borrning för skiffergas. Kromföreningar, såsom krom-lignosulfonat, har använts i oljebruksborrvätskor som deflokulanter; dessa föreningar minskar vätskans viskositet och förhindrar suspenderat bergmaterial från att täppa runt borrkronan. Men eftersom kromföreningar har visat sig skada miljön har de ersatts i borrvätskor med järn och kalciumlignosulfonater.

Molybden

Molybden är en annan metall som ökar styrkan och korrosionsbeständigheten hos stållegeringar. Högpresterande stål som används för konstruktion av gasledning innehåller mellan 2 och 4 procent molybden. Det används också som katalysator i oljeraffinaderi-processer som avlägsnar svavel för att producera bensin med låg svavelhalt och andra bränslen som uppfyller miljöregler.