API 6A CRA Alloy 718 Schmiederringe Inconel 718 Kundenspezifische Schmiedestücke für kritische Öl- und Gasanwendungen
API 6A CRA Alloy 718 Schmiederringe – gefertigt aus Inconel 718 (UNS N07718), einer Nickel-Chrom-Superlegierung – stellen den Inbegriff von technischen Komponenten für raue Öl- und Gasumgebungen dar. Diese korrosionsbeständigen Legierungsschmiedestücke (CRA) wurden entwickelt, um die strengen Anforderungen der API-Spezifikation 6A (die für Bohrlochkopf- und Weihnachtsbaumausrüstung gilt) zu erfüllen, und bieten unübertroffene Festigkeit, Haltbarkeit und Beständigkeit gegenüber extremen Bedingungen. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Aufschlüsselung ihrer Spezifikationen, Anpassungsmöglichkeiten und Leistungsmerkmale.
API 6A legt strenge Standards für Geräte fest, die in Öl- und Gasbohrköpfen verwendet werden, einschließlich Druckbewertungen, Materialintegrität und Korrosionsbeständigkeit. Als CRA (Korrosionsbeständige Legierung)wird Inconel 718 speziell für API 6A-Anwendungen ausgewählt, da es korrosiven Umgebungen im Bohrloch standhält – einschließlich der Exposition gegenüber H₂S (Sauergas), CO₂ und Salzlösungen – wo Kohlenstoffstähle oder Legierungen minderer Qualität versagen würden.
Diese Schmiederringe werden so hergestellt, dass sie die Materialrückverfolgbarkeitsanforderungen von API 6A erfüllen, mit vollständiger Dokumentation der Wärmebehandlung, der chemischen Zusammensetzung und der mechanischen Prüfung, um die Einhaltung der Druckbewertungen (bis zu 15.000 psi) und Temperaturbereiche (-29 °C bis 121 °C oder wie für den Extrembetrieb angegeben) sicherzustellen.
Die außergewöhnliche Leistung von Inconel 718 beruht auf seiner einzigartigen chemischen Zusammensetzung und Mikrostruktur, die für hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit optimiert sind:
- Chemische Zusammensetzung: Dominiert von Nickel (50-55 %), Chrom (17-21 %) und Eisen (Rest), mit wichtigen Legierungselementen wie Niob (4,75-5,5 %), Molybdän (2,8-3,3 %), Titan (0,65-1,15 %) und Aluminium (0,2-0,8 %). Diese Elemente bilden während der Wärmebehandlung verstärkende intermetallische Phasen (γ’ und γ”), wodurch die Legierung ihre Festigkeit bei Temperaturen bis zu 650 °C (1200 °F) beibehalten kann.
- Mechanische Festigkeit: Zugfestigkeit über 1300 MPa (188.500 psi) und Streckgrenze über 1000 MPa (145.000 psi) bei Wärmebehandlung, wodurch es sich ideal für Hochdruck-API 6A-Komponenten eignet.
- Korrosionsbeständigkeit: Beständig gegen Lochfraß, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion in aggressiven Medien, einschließlich saurer Umgebungen (NACE MR0175/ISO 15156-Konformität für H₂S-Betrieb).
- Verarbeitbarkeit: Trotz seiner hohen Festigkeit kann Inconel 718 in komplexe Formen (wie Ringe) mit präziser Maßkontrolle warmgeschmiedet werden, gefolgt von Lösungsglühen und Auslagern, um optimale Eigenschaften zu erzielen.
API 6A CRA Alloy 718 Schmiederringe werden auf die Kundenspezifikationen zugeschnitten, mit Anpassungsoptionen, einschließlich:
- Abmessungen: Außendurchmesser (AD) von klein (z. B. 100 mm) bis zu großen Ringen mit starker Wandung (AD bis zu 2000 mm+), mit Wandstärken und Innendurchmessern (ID), die präzise bearbeitet werden, um die Zeichnungsanforderungen zu erfüllen.
- Schmiedeverfahren: Warmformschmieden oder Freiformschmieden, je nach Größe und Komplexität, zur Verfeinerung der Kornstruktur, zur Beseitigung von Porosität und zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften. Das Schmiedeverfahren gewährleistet gerichtete Festigkeit, die für die Aufnahme zyklischer Belastungen in Bohrlochkopfoperationen entscheidend ist.
- Wärmebehandlung: Kundenspezifische Zyklen (Lösungsglühen bei 980-1065 °C, gefolgt von Auslagern bei 700-730 °C), um die erforderliche Härte (typischerweise 32-44 HRC) und Zähigkeit zu erreichen, wobei Festigkeit und Duktilität für die Schlagfestigkeitsanforderungen von API 6A ausgeglichen werden.
- Oberflächenbeschaffenheit: Optionen umfassen rohgeschmiedet, bearbeitet (Ra 1,6 μm oder besser) oder beschichtet (z. B. Anti-Galling-Behandlungen), um ein Festfressen in passenden Komponenten wie Ventilen oder Flanschen zu verhindern.
Um die Zuverlässigkeit in kritischen Anwendungen zu gewährleisten, werden API 6A Alloy 718 Schmiederringe einer strengen Qualitätskontrolle unterzogen:
- Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP): Obligatorische Ultraschallprüfung (UT) gemäß ASTM A388 oder API 6A-Anforderungen zur Erkennung von Fehlern unter der Oberfläche; Magnetpulverprüfung (MT) auf Oberflächenrisse; und Flüssigkeitsrisseprüfung (PT) für Bereiche mit engen Toleranzen.
- Mechanische Prüfung: Zug-, Schlag- (Charpy-V-Kerb) und Härteprüfungen an jeder Wärmepartei zur Überprüfung von Festigkeit und Zähigkeit.
- Chemische Analyse: Spektroskopische Analyse zur Bestätigung der Einhaltung der Inconel 718-Zusammensetzungsstandards (ASTM B637, AMS 5663).
- Rückverfolgbarkeit: Vollständige Dokumentation, einschließlich Wärmenummern, Prüfberichten und Materialzertifikaten (EN 10204 Typ 3.1 oder 3.2), um die Audit-Anforderungen von API 6A zu erfüllen.
Diese kundenspezifischen Schmiedestücke sind integraler Bestandteil von API 6A-Bohrlochkopfsystemen, einschließlich:
- Ventilkörper und -hauben
- Flansche und Verbinder
- Drossel- und Kill-Verteilerkomponenten
- Bohrlochkopfadapter und -spulen
Ihre Fähigkeit, in Hochdruck-, Hochtemperatur- (HPHT) und korrosiven Umgebungen zu arbeiten, macht sie für eine sichere und effiziente Öl- und Gasförderung unverzichtbar.
Chemische Zusammensetzung von Alloy 718 (%)
| Güte |
UNS |
Dichte |
Zugfestigkeit
(MPa min)
|
Streckgrenze
(MPa min)
|
Reduzierung der Fläche min (%) |
Dehnung min (%) |
Härte (HRC) |
| INCONEL 718 |
N07718 |
8.19 |
1275MPa min |
1034MPa min |
15% |
12% min |
HRC 35-40 |
| Ni |
Cr |
Fe |
C |
Mn |
S |
Si |
| 50.0-55.0 |
17.0-21.0 |
Rest |
0.08max |
0.35max |
0.015max |
0.35max |
| B |
P |
Mo |
Ti |
Al |
Cu |
Co |
| 0.006max |
0.015max |
2.8-3.3 |
0.65-1.15 |
0.2-0.8 |
0.3max |
1.0max
|
| Material |
DIN-Güte |
ASTM-Güte |
Werkstoffnummer |
| MONEL 400 |
NiCu30Fe |
N04400 |
2.436 |
| INCONEL 600 |
NiCr15Fe |
N06600 |
2.4816 |
| INCONEL 625 |
NiCr22Mo9Nb |
N06625 |
2.4856 |
| INCONEL 718 |
/ |
N07718 |
/ |
| INCOLOY 800 |
X5NiCrAlTi31-20 |
N08800 |
1.4958 |
| INCOLOY 825 |
NiCr21Mo |
N08825 |
2.4858 |
| INCOLOY 028 |
X1NiCrMoCuN 31 27 4 |
N08028 |
1.4563 |
| HASTELLOY C276 |
NiMo16Cr15W |
N10276 |
2.4819 |
| F44 |
X1CrNiMoCuN20-18-7 |
S31254 |
1.4547 |
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