鈦合金是一種高強(qiáng)度耐腐蝕性金屬材料，在我國資源極其豐富。鈦合金材料的性能特點(diǎn)為: 優(yōu)異的耐酸性氣體與海水耐蝕性能、極高的比強(qiáng)度，這些特點(diǎn)決定了在石油鉆井行業(yè)的廣泛應(yīng)用前景。鈦合金管在鉆井中應(yīng)用領(lǐng)域包括鉆桿、油套管、連續(xù)管、隔水管，鈦合金鉆桿以其重量輕，比強(qiáng)度高可取代鋼鉆桿延伸三維水平井與大位移井的延伸能力，減少鉆桿與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障; 鈦合金油套管性價(jià)比可取代鎳基合金管; 鈦合金連續(xù)管可以大幅度提升連續(xù)管作業(yè)適用的井深范圍，使我國所有井都可以應(yīng)用連續(xù)管進(jìn)行作業(yè); 鈦合金隔水管可以提升平臺(tái)適用水深，避免海水對(duì)隔水管腐蝕。

鈦合金是以鈦為基體，加入其他元素組成的合金，鈦合金的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關(guān)，其特點(diǎn)是比強(qiáng)度高、熱強(qiáng)度高、抗蝕性好、低溫性能好、化學(xué)活性大、導(dǎo)熱系數(shù)小、彈性模量小、無磁。世界上許多國家都認(rèn)識(shí)到鈦合金材料的重要性，相繼對(duì)其進(jìn)行研究開發(fā)，并得到了實(shí)際應(yīng)用。目前鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。

一、鈦合金管材料的性能

1、 優(yōu)異的耐酸性氣體腐蝕性能

鈦合金具有優(yōu)異的抗硫化物應(yīng)力腐蝕性能，抗點(diǎn)腐蝕性能，對(duì)氫致開裂不敏感，可在含 H2S、Cl－和CO2共存條件下服役。

2． 優(yōu)異的海水耐蝕性能

幾種海洋工程用金屬材料在流動(dòng)海水中腐蝕速率的比較如表1。

從表 1 可以看出，鈦合金在海水中沒有腐蝕，而與之對(duì)比的不銹鋼達(dá)到每年腐蝕 0. 029 ～ 0. 07 mm之間。

3、極高的比強(qiáng)度

幾種艦船用金屬材料的屈強(qiáng)比和比強(qiáng)度的對(duì)比如表 2。從表2中可以看出，鈦合金具有強(qiáng)度高、變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)，特別是其密度低，考慮構(gòu)件本身重量因素優(yōu)勢(shì)更顯著。

4、焊接性能好

鈦及鈦合金的焊接性能非常優(yōu)越，焊接方式通常采用等離子或鎢極氬弧焊，焊接過程應(yīng)在惰性氣體保護(hù)下或真空狀態(tài)下進(jìn)行，這較容易做到，而鈦合金焊縫拉伸強(qiáng)度可達(dá)到管體強(qiáng)度的 90% 以上。

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