Comment sélectionner correctement le matériau et la pression nominale des vannes API 6A en fonction des conditions de votre champ pétrolifère ?

Vannes à vanne AP.I 6A sont des composants essentiels dans les assemblages de têtes de puits et d'arbres de Noël des champs pétrolifères. La sélection correcte du matériau et de la pression nominale est essentielle pour sécurité, fiabilité et conformité avec les normes de l’industrie.

Étape 1 : Déterminer la pression nominale requise

La pression nominale de la vanne doit être égale ou supérieure à la Pression de fonctionnement maximale prévue (MAOP) du puits.

Recueillir des données : Déterminez la pression potentielle la plus élevée à la tête de puits (pression de fermeture, pression d’écoulement et éventuelles surpressions).
Sélectionnez la notation API 6A : La pression nominale est définie par le Niveau de spécification de produit API 6A (PSL) et la classe de pression nominale associée. Les classes de pression des vannes API 6A vont généralement de 2 000 psi à 20 000 psi .

Pression nominale (psi)	Classe de pression API 6A
2 000	2M
3 000	3M
5 000	5M
10 000	10M
15 000	15M
20 000	20M

Marge de sécurité : Il est courant de sélectionner une notation offrant une marge de sécurité supérieure au MAOP.

Étape 2 : Déterminer la classe de matériau requise (résistance à la corrosion)

Le choix du matériau est l'étape la plus cruciale et dépend entièrement du composition fluide (pétrole, gaz, eau et contaminants) et le température de fonctionnement . Ceci est défini par le Classe de matériaux API 6A .

A. Identifier les agents corrosifs

Hydrogen Sulfide ($\text{H}_2\text{S}$): Une préoccupation majeure car elle provoque Fissuration sous contrainte de sulfure (SSC) , especially in high-strength steels. Wells containing $\text{H}_2\text{S}$ are classified as Service aigre et exigent des matériaux conformes à NACE MR0175/ISO 15156 .
Carbon Dioxide ($\text{CO}_2$): Causes corrosion douce (pitting and uniform corrosion). High $\text{CO}_2$ content or elevated temperatures may necessitate corrosion-resistant alloys (CRAs).
Chlorides ($\text{Cl}^-$): Des concentrations élevées peuvent entraîner fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) , especially in combination with $\text{H}_2\text{S}$ or high temperatures.

B. Sélectionnez la classe de matériau (AA à HH)

API 6A utilise une désignation par lettre pour spécifier les exigences matérielles en fonction du service corrosif :

Classe de matériau	Description des services	Exemple d'application/Remarques
AA	Usage général non acide	Service standard, à faible coût.
BB	Basse température non acide	Service standard, climats froids.
CC	Non acide à haute température	Service standard, haute température.
DD	Acide à usage général (NACE)	Requires $\text{H}_2\text{S}$ resistance, NACE MR0175/ISO 15156 compliant.
EE	Acide à basse température (NACE)	Service aigre dans les climats froids.
FR	Acide à haute température (NACE)	Service aigre à températures élevées.
HH	Service aigre de haut niveau	For severe $\text{H}_2\text{S}$ and/or high pressure.

Service aigre Requirement: If the $\text{H}_2\text{S}$ partial pressure exceeds 0,05 $ psi absolu (0,345 $ kPa absolu) , tu doit sélectionnez une classe de matériaux conforme à la NACE ( JJ, EE, FF ou HH ).

Étape 3 : Déterminer la température nominale

La classe de matériau (étape 2) est souvent affinée en fonction de la température nominale. La vanne doit être conçue pour toute la plage de températures de fonctionnement potentielles.

Identifier les temps max/min : Déterminez les températures maximales et minimales prévues du fluide de fonctionnement et de l'environnement.
Sélectionnez la classe de température : Les classes de température API 6A sont désignées par une lettre (K, L, N, P, S, T, U, V, X, Oui) :

Classe de température	Plage de température (F)	Plage de température ©
L	-50$ à 180$	-46$ à 82$
P	-20$ à 180$	-29$ à 82$
T	-20$ à 250$	-29$ à 121$
U	0$ à 250$	-18$ à 121$
X	-20$ à 350$	-29$ à 177$
Y	-20$ à 650$	-29$ à 343$

Intégration : La sélection finale sera une combinaison de classe de matériau et de classe de température (par exemple, FF/U pour un service acide à haute température).

Étape 4 : Définir le niveau de spécification de produit (PSL) API 6A

Le PSL spécifie le niveau de qualité de fabrication, les tests et la documentation requis pour l'équipement. Des PSL plus élevés signifient des exigences plus strictes.

PSL1 : Niveau le plus bas, nécessite un minimum de documentation et de tests. Convient aux applications à basse pression et à faible risque.
PSL2 : Niveau intermédiaire, avec plus d'exigences en matière de tests et de traçabilité des matériaux. Le plus courant pour les têtes de puits standard.
PSL3 : Haut niveau, avec des exigences approfondies en matière de tests de matériaux, de traçabilité et d'examen non destructif (END). Convient aux puits de service à haute pression/haute température ou critiques.
PSL4 : Niveau le plus élevé, nécessitant des tests et une documentation spécifiques supplémentaires (par exemple, des tests d'impact spécifiques). Utilisé pour les applications les plus critiques ou en haute mer.

Règle de sélection : Choisissez un PSL en fonction du criticité et risque associé au puits. Pour la plupart des puits de production standards, PSL2 ou PSL3 est approprié.