A l'estàndard API 5CT, el grau d'acer L80 inclou quatre nivells diferents: L80-1, L80-3Cr, L80-9Cr i L80-13Cr. Tot i que es troben essencialment al mateix nivell en termes de resistència, difereixen significativament en diversos aspectes importants, com ara la composició química, les propietats mecàniques, la resistència a la corrosió, els escenaris d'aplicació i els costos de fabricació. Ara explicarem aquestes diferències amb detall:
Diferències en la composició química
- Composició química L80-1: com a grau d'acer L80 estàndard, el seu contingut d'elements d'aliatge és relativament baix. En general, no s'afegeixen intencionadament nivells elevats d'elements d'aliatge com el crom per millorar la resistència a la corrosió.
- L80-3Cr Composició química: el contingut de crom és d'aproximadament un 2,8% - 3.2%, i també conté una certa proporció de molibdè i altres elements d'aliatge.
- Composició química L80-9Cr: el contingut de crom normalment és d'un 8,5% - 9.5%, i el contingut de carboni és relativament superior al L80-3Cr, aproximadament un 0,25% - 0.35%. El contingut d'altres elements també difereix de L80-3Cr.
- L80-13Cr Composició química: el contingut de crom està en el rang del 12% - 13.5%, i normalment es combina amb quantitats adequades de molibdè i níquel. El contingut de molibdè és generalment al voltant del 2% - 3%, i el contingut de níquel pot estar al voltant de l'1% - 2%.
Comparació de propietats mecàniques
- Resistència: Tots quatre pertanyen al grau d'acer L80, amb un límit elàstic mínim especificat d'aproximadament 552 MPa. Tanmateix, en la producció real, a causa del contingut més elevat d'elements d'aliatge, la resistència de L80-13Cr pot ser lleugerament superior a la de L80-9Cr i L80-3Cr; la força de L80-9Cr és generalment superior a la de L80-3Cr; mentre que la força relativa de L80-1 és menor.
- Tenacitat i resistència a l'impacte: en aquest aspecte, L80-13Cr presenta la millor duresa i resistència a l'impacte, seguit de L80-9Cr, després L80-3Cr, mentre que L80-1 té una tenacitat i una resistència a l'impacte relativament més febles.
Anàlisi de resistència a la corrosió
- L80-1: resistència a la corrosió relativament baixa, que compleix els requisits bàsics d'ús en entorns generals de petroli i gas. Tanmateix, en entorns que contenen mitjans corrosius com ara sofre i diòxid de carboni, la seva taxa de corrosió serà relativament ràpida.
- L80-3Cr: pot resistir un cert grau de corrosió per diòxid de carboni i medis àcids i àlcals suaus. Tanmateix, la seva resistència a la corrosió és limitada en entorns corrosius d'alta-concentració i alta pressió.
- L80-9Cr: ofereix una resistència a la corrosió superior en comparació amb L80-3Cr, presenta una resistència més forta als medis corrosius que contenen sofre i diòxid de carboni, i pot suportar concentracions més altes de medis corrosius i condicions de funcionament més dures.
- L80-13Cr: posseeix una excel·lent resistència als ions de diòxid de carboni, sulfur d'hidrogen i clorur, i presenta una bona resistència a la corrosió per CO₂ per sota dels 150 graus, el que el fa adequat per a entorns corrosius més complexos i severs.
Escenaris d'aplicació
- L80-1: apte per a pous de petroli i gas amb condicions geològiques senzilles i nivells de corrosió baixos, com ara alguns pous de petroli i gas convencionals poc profunds i poc corrosius.
- L80-3Cr: Adequat per a pous de petroli i gas amb nivells de corrosió relativament baixos, com ara alguns pous poc profunds o zones amb baix contingut de mitjans corrosius a la formació.
- L80-9Cr: adequat per a entorns amb nivells de corrosió moderats i es pot utilitzar en alguns pous de petroli i gas que contenen determinades quantitats de medis corrosius com ara sulfur d'hidrogen i diòxid de carboni. També té algunes aplicacions en pous profunds i ultraprofunds.
- L80-13Cr: s'utilitza habitualment en pous de petroli i gas en entorns altament corrosius amb un alt contingut de sofre, diòxid de carboni i clorur, com ara jaciments de petroli i gas d'aigües profundes i jaciments de gas molt àcids; també és adequat per a pous profunds i ultra-profunds amb entorns complexos d'alta-temperatura, alta pressió i corrosius.
Comparació de costos i preus de fabricació
- L80-1: a causa del seu procés de producció relativament senzill i els costos més baixos dels elements d'aliatge, el seu cost i preu de fabricació també són relativament baixos.
- L80-3Cr: el seu cost i preu de fabricació són superiors a L80-1, però inferiors a L80-9Cr i L80-13Cr.
- L80-9Cr: a causa del seu alt contingut de crom, la seva dificultat de producció i el seu cost també són més elevats, de manera que el seu preu és relativament alt.
- L80-13Cr: Amb el seu alt contingut de crom i la necessitat d'afegir altres elements d'aliatge preciosos, el seu procés de producció està estrictament controlat, el que resulta en el cost de fabricació més elevat i, per tant, el producte més car.
