API 5CT standardında L80 çelik kalitesi dört farklı seviye içerir: L80-1, L80-3Cr, L80-9Cr ve L80-13Cr. Temelde dayanıklılık açısından aynı seviyede olmalarına rağmen kimyasal bileşim, mekanik özellikler, korozyon direnci, uygulama senaryoları ve üretim maliyetleri gibi birçok önemli açıdan önemli ölçüde farklılık gösterirler. Şimdi bu farklılıkları ayrıntılı olarak açıklayacağız:
Kimyasal Bileşimdeki Farklılıklar
- L80-1 Kimyasal Bileşimi: Standart bir L80 çelik kalitesi olarak alaşım elementi içeriği nispeten düşüktür. Genel olarak, korozyon direncini arttırmak için krom gibi yüksek düzeyde alaşım elementleri kasıtlı olarak eklenmez.
- L80-3Cr Kimyasal Bileşimi: Krom içeriği yaklaşık %2,8 - 3.2%'dir ve aynı zamanda belirli bir oranda molibden ve diğer alaşım elementlerini de içerir.
- L80-9Cr Kimyasal Bileşimi: Krom içeriği tipik olarak %8,5 - 9.5% civarındadır ve karbon içeriği L80-3Cr'den nispeten daha yüksektir, yaklaşık %0,25 - 0.35. Diğer elementlerin içeriği de L80-3Cr'den farklıdır.
- L80-13Cr Kimyasal Bileşimi: Krom içeriği %12 - 13.5% aralığındadır ve genellikle uygun miktarlarda molibden ve nikel ile birleştirilir. Molibden içeriği genellikle %2 - 3% civarındadır ve nikel içeriği %1 - 2 civarında olabilir.
Mekanik Özelliklerin Karşılaştırılması
- Mukavemet: Dördü de L80 çelik sınıfına aittir ve belirtilen minimum akma mukavemeti yaklaşık 552 MPa'dır. Ancak gerçek üretimde, daha yüksek alaşım elementi içeriği nedeniyle L80-13Cr'nin mukavemeti, L80-9Cr ve L80-3Cr'ninkinden biraz daha yüksek olabilir; L80-9Cr'nin gücü genellikle L80-3Cr'ninkinden daha yüksektir; L80-1'in göreceli gücü ise daha düşüktür.
- Dayanıklılık ve Darbe Dayanımı: Bu açıdan L80-13Cr en iyi tokluk ve darbe direncini sergiler, bunu L80-9Cr ve ardından L80-3Cr takip eder, L80-1 ise nispeten daha zayıf tokluk ve darbe direncine sahiptir.
Korozyon Direnci Analizi
- L80-1: Nispeten zayıf korozyon direnci, genel petrol ve gaz ortamlarındaki temel kullanım gereksinimlerini karşılar. Ancak kükürt ve karbondioksit gibi aşındırıcı ortamların bulunduğu ortamlarda korozyon hızı nispeten hızlı olacaktır.
- L80-3Cr: Karbon dioksit ve hafif asit ve alkali ortamlardan kaynaklanan korozyona belirli bir dereceye kadar dayanabilir. Ancak yüksek-konsantrasyonlu, yüksek basınçlı aşındırıcı ortamlarda korozyon direnci sınırlıdır.
- L80-9Cr: L80-3Cr'ye kıyasla üstün korozyon direnci sunar, kükürt ve karbon dioksit içeren aşındırıcı ortamlarda daha güçlü direnç gösterir ve daha yüksek aşındırıcı ortam konsantrasyonlarına ve daha zorlu çalışma koşullarına dayanabilir.
- L80-13Cr: Karbon dioksit, hidrojen sülfür ve klorür iyonlarına karşı mükemmel dirence sahiptir ve 150 derecenin altındaki CO₂ korozyonuna karşı iyi bir direnç sergiler, bu da onu daha karmaşık ve şiddetli korozif ortamlar için uygun kılar.
Uygulama Senaryoları
- L80-1: Bazı sığ, düşük korozif geleneksel petrol ve gaz kuyuları gibi basit jeolojik koşullara ve düşük korozyon seviyelerine sahip petrol ve gaz kuyuları için uygundur.
- L80-3Cr: Bazı sığ kuyular veya formasyonda düşük korozif ortam içeriğine sahip alanlar gibi nispeten düşük korozyon seviyelerine sahip petrol ve gaz kuyuları için uygundur.
- L80-9Cr: Orta derecede korozyon seviyelerine sahip ortamlar için uygundur ve hidrojen sülfit ve karbondioksit gibi belirli miktarlarda aşındırıcı ortam içeren bazı petrol ve gaz kuyularında kullanılabilir. Ayrıca derin ve ultra-derin kuyularda da bazı uygulamaları vardır.
- L80-13Cr: Yaygın olarak derin-deniz petrol ve gaz sahaları ve yüksek asitli gaz sahaları gibi yüksek kükürt, karbon dioksit ve klorür içeriğine sahip son derece aşındırıcı ortamlardaki petrol ve gaz kuyularında kullanılır; aynı zamanda karmaşık yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve aşındırıcı ortamlara sahip derin ve ultra-derin kuyular için de uygundur-.
Üretim Maliyetleri ve Fiyatları Karşılaştırması
- L80-1: Nispeten basit üretim süreci ve düşük alaşım elementi maliyetleri nedeniyle üretim maliyeti ve fiyatı da nispeten düşüktür.
- L80-3Cr: Üretim maliyeti ve fiyatı L80-1'den yüksek, L80-9Cr ve L80-13Cr'den düşüktür.
- L80-9Cr: Yüksek krom içeriğinden dolayı üretim zorluğu ve maliyeti de daha yüksek olduğundan fiyatı da nispeten yüksektir.
- L80-13Cr: Yüksek krom içeriği ve diğer değerli alaşım elementlerinin eklenmesi ihtiyacı nedeniyle üretim süreci sıkı bir şekilde kontrol edilir ve bu da en yüksek üretim maliyetine ve buna bağlı olarak en pahalı ürüne neden olur.
