Lösung der H₂S-Korrosion in tiefen Sauergasbrunnen: Die technische MP35N-Lösung
Apr 16, 2026
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Lösungsübersicht
In sauren Öl- und Gasfeldern, die Schwefelwasserstoff (H₂S) enthalten, kann es bei gewöhnlichem hochfesten Stahl innerhalb von Stunden zu Sulfid-Spannungskorrosionsrissen (SSCC) kommen, die zum Ausfall von Bohrlochwerkzeugen, ungeplanten Ausfallzeiten und sogar Sicherheitsunfällen führen. MP35N ist eine quaternäre Kobalt-Nickel-Chrom-Molybdänlegierung, die durch doppeltes Vakuumschmelzen (VIM-VAR) eine ultra-reine Mikrostruktur erhält, gefolgt von Kaltumformung und Alterung, um eine einzigartige Kombination aus ultra-hoher Festigkeit und ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit zu erhalten. Es ist die Legierung mit der höchsten{10}}Festigkeit, die von NACE MR0175 für uneingeschränkt saure Bedingungen zugelassen ist und eine zuverlässige technische Lösung für Bohrlochwerkzeuge, Ventilbaugruppen und Pumpenschächte in sauren Tiefseegasfeldern bietet.
Grundlegende Informationen
- Lork Group: Führender Hersteller und Lagerhalter von Kobaltlegierungen
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Lieferformen: MP35N-Rundstäbe (hell/schwarz), Vierkantstäbe, Sechskantstäbe, Platten, Drähte, Rohre, Schmiedeteile
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Durchmesserbereich: Φ5mm – Φ150mm (anpassbar)
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Länge: Auf Länge geschnitten, maximal 3000 mm
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Lagerbestandsstatus: Φ10 mm – Φ80 mm auf Lager, Lieferung innerhalb von 7–10 Tagen möglich
Technische Spezifikationen
Luft- und Raumfahrt
Standard: AMS 5844 / 5845
Chirurgische Implantate
Standard: ASTM F562
Herz-Stent-Draht
Standard: ISO 5832-6
Saure Öl- und Gasfelder
Standard: NACE MR0175 / ISO 15156
Am Beispiel der Kernanwendungen der Öl- und Gasindustrie
- Bohrlochwerkzeuge: Packer, Sicherheitsventile, Ankerwerkzeuge, Richtbohrwerkzeuge,-die langfristig-komplexen Belastungen in H₂S-Umgebungen ausgesetzt sein müssen.
- Antriebswellen von Tauchpumpen: Gleichzeitig Torsionsbelastung, Meerwasserkorrosion und potenzieller H₂S-Exposition ausgesetzt.
- Ventile und Pumpenwellen: Regelventile, Sicherheitsventilschäfte und Pumpenwellen für saure Medien.
- Befestigungssysteme: Stifte, Zugbolzen, Scherbolzen, Motorbolzen-die sowohl eine ultra-hohe Festigkeit als auch H₂S-Beständigkeit erfordern.
- Kabel-/Instrumentenaufhängung: Kabel zur Aufhängung von Instrumentenpaketen in sauren Bohrlöchern-eine der ersten erfolgreichen Anwendungen des MP35N.
Datenparametertabelle
MP35N-Liste
Tabelle der chemischen Zusammensetzung
| Element | Inhaltsbereich (%) | Erläuterung |
| Co | Saldo (ca.. 33-37%) | Kobalt-basiert, bietet thermische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit. |
| Ni | 33.0 – 37.0 | Nickelmatrix, erhöht die Zähigkeit |
| Cr | 19.0 – 21.0 | Chrom bietet Antioxidans- und Korrosionsbeständigkeit. |
| Mo | 9.0 – 10.5 | Molybdän erhöht die Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion. |
| Ti | Kleiner oder gleich 1,0 | Titan ist an der Ausscheidungsverfestigung beteiligt. |
| Fe | Kleiner oder gleich 1,0 | Strenge Kontrolle zur Reduzierung von Verunreinigungen |
Tabelle der mechanischen Eigenschaften (nach Zustand)
| Materialzustand | Zugfestigkeit (kSi) | Streckgrenze (kSi) | Dehnung (%) | Härte (HRC) |
| Geglühter Zustand | 120 – 140 | ~60 | 40 – 70 | 20 – 38 |
| AMS 5844 (Kaltumformung verstärkt) | 255 | 225 | 12 | 45 |
| AMS 5845 (Kaltverformung + Alterung) | 260 | 230 | 8 | 38 Min |
| NACE MR0175 (Gealterter Zustand) | 190 – 220 | 180 – 210 | 10 | Kleiner oder gleich 51 |
Tabelle der physikalischen Eigenschaften
| Attribut | Typischer Wert |
| Dichte | 8.42 – 8.43 |
| Elastizitätsmodul | 233 |
| Schermodul | 83.4 |
| Betriebstemperaturbereich | -184 bis 427 |
Alles was Sie wissen müssen
1. Warum ist H₂S ein „versteckter Killer“ für Öl- und Gasfeldmaterialien?
In sauren Umgebungen, die Schwefelwasserstoff (H₂S) enthalten, ist hochfester Stahl einem einzigartigen Versagensmodus-Sulfid-Spannungsrisskorrosion (SSCC) ausgesetzt.
H₂S reagiert mit Wasser auf der Stahloberfläche und erzeugt Wasserstoffatome. Diese Wasserstoffatome diffundieren in das Metallgitter, sammeln sich in Bereichen mit hoher -Beanspruchung an und verursachen einen Sprödbruch des Materials bei Bedingungen weit unterhalb seiner Streckgrenze. Dieser Bruch tritt häufig ohne Vorwarnung auf und hat äußerst schwerwiegende Folgen. -Ausfälle von Werkzeugen im Bohrloch können zu verstopften Rohren, ungeplanten Ausfallzeiten oder sogar Sicherheitsunfällen führen.
2. Wie lässt sich das H₂S-Korrosionsproblem in MP35N lösen?
Die H₂S-Beständigkeit von MP35N beruht auf drei Aspekten:
- Ultra-reines Schmelzverfahren: Durch den Einsatz von Dual-Vakuum-Schmelzen (VIM-VAR) werden Verunreinigungen wie Schwefel (S) und Phosphor (P) erheblich reduziert, wodurch Korngrenzensegregation und Einschlüsse-, die Hauptursachen für die Rissbildung in H₂S-Umgebungen, minimiert werden.
- Einzigartiger Phasentransformations-Verstärkungsmechanismus: Während der Kaltumformung bilden sich dünne, zusammenhängende hexagonal dicht gepackte (HCP) Lamellen in der metastabilen kubisch flächenzentrierten (FCC) Matrix von MP35N. Diese Gitterspannung führt zu einer ultra-hohen Festigkeit; Durch die Alterungsbehandlung werden Co₃Mo-Verbindungen an der FCC/HCP-Grenzfläche weiter ausgefällt, wodurch eine sekundäre Verfestigung erreicht wird.
- NACE MR0175-Konformität: MP35N ist die Legierung mit der höchsten Festigkeit, die gemäß NACE MR0175 für uneingeschränkt saure Bedingungen zugelassen ist. Für die Öl- und Gasindustrie ist die NACE MR0175-Zertifizierung eine grundlegende Zugangsvoraussetzung für die Materialbeschaffung-Ohne diese Zertifizierung können Materialien einfach nicht in Sauergasfelder gelangen.
3. Wie wählt man Materialien für saure Umgebungen aus?
Aus dem Leistungsvergleichs-Radardiagramm, das wir bei der Lork Group auf der rechten Seite erstellt haben und MP35N mit Inconel 718 und 17-4PH in fünf Dimensionen-Zugfestigkeit, Beständigkeit gegen H₂S SSCC, Beständigkeit gegen Meerwasserkorrosion und Lochfraßkorrosionsbeständigkeit verglichen haben, hat MP35N einen klaren Vorteil in der Dimension „Beständigkeit gegen H₂S SSCC“. Abgesehen von einem leichten Nachteil bei der Obergrenze der Betriebstemperatur ist es nahezu die beste Kobaltlegierung für Gas- und Ölbohranwendungen!
Auswahlempfehlung:Wenn Ihre Anwendung saure Umgebungen (H₂S) und eine extrem hohe Festigkeit erfordert, ist MP35N die bevorzugte Wahl. Während Inconel 718 den Vorteil einer höheren Betriebstemperatur bietet, ist seine SSCC-Beständigkeit unter sauren Bedingungen mit H₂S schlechter als MP35N. In sauren Umgebungen mit H₂S-Partialdrücken über 0,05 psi oder wenn die Auslegungsspannung 70 % der Streckgrenze übersteigt, ist die Wärmeeinflusszone von Inconel 718 anfällig für interkristalline Spannungsrisskorrosion, während MP35N unter diesen Bedingungen intakt bleibt.
Ausgewählte Fallstudien
Fallstudie 1
Anwendung des MP35N Lee Plug in sauren Tiefseebrunnen
Der von The Lee Company entwickelte MP35N-Erweiterungsstecker besteht vollständig aus einer MP35N-Legierung und entspricht den NACE MR0175/ISO15156-Standards. Dieses Produkt hält Drücken von 30.000 psi (ca. 2068 bar) und Temperaturen von 400 °F (ca. 204 °F) stand und eignet sich daher besonders für Tiefsee-Bohrlochausrüstung wie Richtbohrwerkzeuge, Protokollierungswerkzeuge und Packer. Die Beständigkeit von MP35N gegen Spaltkorrosion im Meerwasser macht es zur bevorzugten Dichtungslösung für saure Tiefseebrunnen.
Fallstudie 2
Aufrüstung von Bohrlochwerkzeugmaterialien für saure Tiefseegasfelder in Europa
Herausforderung: Bei den vorhandenen hochfesten Stahlbohrwerkzeugen unseres europäischen Kunden in einem atlantischen Tiefsee-Gasfeldprojekt kam es unter hohen H₂S-Partialdruckbedingungen häufig zu Spannungsrisskorrosion, was zu ungeplanten Ausfallzeiten und einem erheblichen Anstieg der Betriebskosten führte.
Lösung: Die Lork Group hat für den Kunden NACE MR0175-konforme MP35N-Stäbe angepasst und geliefert und dabei ein 3.2-Materialzertifikat und einen NACE-Witness-Testbericht bereitgestellt.
Ergebnis: Die Werkzeuglebensdauer wurde von 3 Monaten auf über 18 Monate verlängert, und der Kunde rüstete alle seine folgenden drei Projekte auf MP35N-Material um.
Geben Sie MP35N für Ihr Sauergasprojekt an?
Die Auswahl des richtigen MP35N erfordert eine umfassende Berücksichtigung mehrerer Faktoren, einschließlich H₂S-Partialdruck, Betriebstemperatur, Designbelastung und Verarbeitungsbedingungen. Um Ihnen dabei zu helfen, die genaueste Materiallösung zu erhalten, füllen Sie bitte die folgenden Betriebsinformationen aus. Unsere metallurgischen Ingenieure beraten Sie bei der Materialauswahl und erstellen Ihnen innerhalb von 4 Stunden ein technisches Angebot.
STabelle mit den Anforderungen an die Betriebsbedingungen
| Seriennummer | Frage | Bemerkungen |
| 01 | Was ist die Zielanwendung? (Bohrlochwerkzeuge/Ventile/Pumpenwellen/Befestigungselemente/Sonstiges) | Zur leichteren Identifizierung der spezifischen Produktform. |
| 02 | Erforderliche Angaben: Durchmesser mm, Länge mm _Für den Inventarabgleich; Benötigte Menge: _kg/Tonne. |
Grundlage für das Angebot. |
| 03 | Ausführungsstandard: AMS 5844 / AMS 5845 / NACE MR0175 / ASTM F562 / Sonstiges | Zertifizierungsanforderungen |
| 04 | H₂S-Partialdruck: _psi oder _% | Wichtige Betriebsparameter |
| 05 | Betriebstemperatur: _Maximaler Grad, _Minimaler Grad | Bewertung der thermischen Stabilität |
| 06 | Betriebsdruck/Auslegungsspannung: _MPa | Beurteilung des Kraftbedarfs |
| 07 | Ist ein EN 10204 3.2-Materialzertifikat erforderlich? Ja/Nein | Anforderungen an die Zeugenaussage durch Dritte- |
| 08 | Ist ein bezeugter NACE-Testbericht erforderlich? Ja/Nein | Spezielle Zertifizierungen |
| 09 | Ihr Name, Firma, Position, E-Mail, Telefon | Folgeinformationen- |
Technische Dienstleistungen der Lork Group
Technische Teamunterstützung: Das Team bietet Beratung bei der Materialauswahl und Verarbeitungsvorschläge durch Metallurgieingenieure mit umfangreicher Erfahrung in Speziallegierungsanwendungen.
Qualitätskontrolle: Halten Sie sich strikt an die ASTM-, AMS- und NACE-Standards und stellen Sie die Materialspezifikation EN 10204 3.1/3.2 bereit.
Tests durch Dritte-: Wir können BV-, SGS- und andere Witness-Tests durch Dritte entsprechend den Kundenanforderungen arrangieren.
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