應世界上最大的冶金鋼鐵公司之一PAO Severstal的要求,NUST MISIS科學家針對俄羅斯油田當下的石油開采技術研發了一種名為SeverCorr的新型合金,該合金的石油管道可降低石油生產的環境風險并提高生產效率。

圖:Alexander Komissarov為莫斯科國立科技大學(NUST MISIS)的研究員,也是該技術的開發者之一。來源:莫斯科國立科技大學(NUST MISIS)
謝韋爾鋼鐵(Severstal)公司研發新型鋼材的迫切取決于俄羅斯油田石油開采技術的特點。因為現有的油田管道長期處于與高腐蝕性石油水乳混合物和高濃度鹽溶液接觸的狀態。惡劣的使用條件使管道的壽命僅為兩年,這會導致油田出現無法預測的事故,例如開采過程中大面積的污染造成生態風險。
莫斯科國立科技大學的科學家們,提出了一種用于生產軋制鋼材的新技術,以改進輸油管道的耐腐蝕性,進而提高其使用壽命。新型合金鋼“SeverCorr”將大大降低石油開采中的生態風險和使用費用,包括在難以通行的西西伯利亞油田的使用。在那里由于運輸條件惡劣,使管道的維修及更換工作變得復雜化,而烴料的成分則是導致管道高腐蝕損耗的原因。

圖片來源:莫斯科國立科技大學(NUST MISIS)
“用于生產直縫油田管道的軋鋼工藝使其具有了更高的耐腐蝕性和耐寒性。這種工藝的關鍵在于,我們需要研制出合金煉制的新流程(在配料使用添加劑以優化基本材料的性能),新的工藝流程可以保障生產卷軋鋼和鋼板過程中所需的相位結構組成,”莫斯科國立科技大學的研究人員Alexander Komissarov解釋道。
為使鋼材等合金產品達到所需的機械性能,國立科技大學的研究人員已經計算出了熔體與鉻、銅和鎳等微量元素摻雜熔煉的條件。實驗結果表明,將這些微量的金屬元素加入到液態鋼水中,可以用來調節鋼材中腐蝕性非金屬夾雜物的成份,從而減少其對鋼材性能的負面影響。

圖片來源:莫斯科國立科技大學(NUST MISIS)
據開發人員介紹,這項技術將大大降低石油開采中的運營成本和所造成生態環境風險。除此之外,通過焊接的方法來生產管道,也可大幅降低開采成本并提高采油效率。
根據Komissarov的說法,該技術在全球來看都是具有一定商業競爭力的。研究人員打算在今年為此申請一項國際專利。并且未來,他們計劃通過新的制鋼工藝,爭取把管道的使用壽命期限提高至兩倍以上。
作為該項目的一部分,科研人員已經研發出了好幾種切實可行的鋼材,且在企業中都經過了一系列的熔煉和冶煉實驗,新型合金 “Severkor” 的樣品已經成功通過腐蝕試驗。同時,在西西伯利亞油田也準備對新型鋼油管進行全面的測試試驗。

圖片來源:莫斯科國立科技大學(NUST MISIS)
謝韋爾鋼鐵(Severstal)公司技術開發與質量部門的高級經理Evgeny Fedotov表示,對鋼材純凈度、整體結構均質性的高標準以及獨特的合金煉制方案都要求我們必須解決復雜的,同時又存在一些矛盾的工藝技術上的問題,但莫斯科國立科技大學的這一新技術令我們耳目一新,且實驗室試驗結果表明該技術已經獲得了成功。
實驗室測試結果表明,困擾著我們多年的這一工藝問題已經得到了完美的解決。他們拿SeverCorr管道產品與世界各地的輸油管道進行了對比,發現利用新技術生產出來的鋼管確實具備更優異的耐腐蝕性,因此其應用前景定是一片光明。
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責任編輯:韓鑫
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