石油和天然气应用用碳化钨牌号指南
在石油和天然气行业，许多部件必须承受极其恶劣的条件，包括高压、温度快速波动、磨蚀性钻井泥浆、腐蚀性流体和持续振动。在这些条件下，传统的金属材料会迅速磨损，甚至可能发生灾难性失效。因此， 碳化钨——尤其是 YG（钴结合）和 YN（镍结合）牌号——广泛用于制造易磨损零件，如衬套、喷嘴、密封环、阀门内部零件（阀芯）、随钻测量 (MWD) 和随钻测井 (LWD) 组件以及其他关键磨损零件。
朗森碳化物公司拥有数十年的钨制造和供应经验。 碳化物部件 适用于石油和天然气行业。我们的产品范围包括：
● 碳化钨衬套 用于钻井工具、泵、阀门和石油生产设备
● 钨 硬质合金密封环 适用于泵、压缩机、采矿和油田设备以及水处理系统
● 碳化钨喷嘴 用于PDC钻头和其他钻孔工具，包括 六角头螺纹喷嘴
● 碳化钨板材和瓦片 用于离心机、固控设备和一般磨损防护
● 定制碳化钨流量控制阀组件、阀座和阀芯/阀杆 根据客户图纸制造，以及用于制造的碳化钨零件 MWD/LWD 应用程序
为每个部件选择合适的碳化钨牌号对于在恶劣的井下和加工厂环境中实现较长的使用寿命和稳定的性能至关重要。
1. 为什么油气行业的等级选择很重要
石油和天然气环境涉及多种损害机制：
● 磨损和侵蚀 由钻井泥浆和产出液中的岩屑、支撑剂和固体颗粒引起
● 腐蚀 由二氧化碳、硫化氢、氯化物和工艺化学品引起
● 机械冲击和振动 来自旋转设备、钻柱和井下工具
● 热循环 在高压、高温油井和高速旋转部件中
碳化钨具有极高的硬度（通常约为 88-94 局它具有优异的耐磨性，在高温下也能保持较高的强度和刚度，并且可以通过调节参数来调整其性能。 粘合剂类型 （钴基或镍基） 粘合剂内容实际上，大多数石油和天然气组件都使用以下两种等级系列之一：
● YG系列（WC-Co）： 钴结合牌号
● YN系列（WC–Ni）： 镍基合金牌号
每个等级系列都为钻井工具、泵、阀门和机械密封件提供了独特的优势和权衡。
2. YG 和 YN 碳化钨牌号概述
2.1 YG系列
YG牌号是传统的碳化钨-钴硬质合金。“YG”表示WC-Co成分，数字表示钴的近似含量（百分比）。例如， YG6 包含约 6%钴， 尽管 YG8 包含约 8%钴随着钴含量的增加， 韧性 和 横向断裂强度 增加，同时 硬度 略有下降。
典型的YG等级产品具有以下特点：
● 硬度约为 89–92 HRA
● 优异的耐磨性和抗腐蚀性
● 高强度和韧性能够承受重型机械载荷
YG牌号钢材广泛应用于石油天然气上游和下游作业中，用于制造切削刀具、衬套、耐磨件和机械密封环。 非严重腐蚀性环境。
2.2英寸系列
YN牌号是镍基硬质合金，常用于对性能要求苛刻的应用领域。 耐腐蚀性 和 非磁性性能典型例子包括 YN6 和 YN8其中大约包含 6-8%镍粘合剂 并提供约 88-92 比赛根据其成分和颗粒大小而定。
典型的YN等级具有以下特点：
● 与钴结合钢相比，它们具有以下优点 优异的耐腐蚀性尤其是在化学环境和海水环境中。
● 他们是 通常不具磁性使它们适合 MWD/LWD工具 以及精密仪器。
● 他们提供 良好的硬度和耐磨性因此，它们非常适合用于暴露于腐蚀性介质中的泵、机械密封件和滚动元件。
粘合剂成分相同，它们的 机械强度和抗冲击性 通常比同等 YG 等级略低，因此必须仔细评估组件设计和运行条件。
3.石油天然气行业中的YN与YG：优势与局限性
下表总结了YN和YG牌号在石油和天然气应用中的实际优势和局限性，并使用了常用牌号，例如： YN6/YN8 和 YG6/YG8 例如，实际性能取决于具体的配方和生产工艺，因此此处显示的数值仅供参考。 相对的而非绝对的。
| 年级族 | 典型粘合剂及成分（示例） | 石油和天然气服务领域的主要优势 | 石油和天然气服务的主要限制 | 朗森碳化物在石油和天然气行业的典型应用案例* |
|---|---|---|---|---|
| YG系列（WC-Co） | 钴结合碳化钨；例如 YG6 ≈ 6% Co，YG8 ≈ 8% Co。 | ● 高的 韧性和TRS尤其是当钴含量增加时。● 出色的 耐磨性和抗侵蚀性非常适合高负荷、高冲击环境。• 久经考验，应用广泛。 机械密封环、衬套、喷嘴和钻井部件。 | ● 钴粘合剂更多 对腐蚀敏感 在酸性或富含氯化物的介质（H₂S、CO₂、海水、某些化学品）中。● 磁性，这在以下情况下可能是不利的 MWD/LWD工具 或者一些仪器。● 在腐蚀性极强的流体中，粘合剂腐蚀会削弱硬相，缩短使用寿命。 | ● 碳化钨衬套 适用于非极端腐蚀性环境下的钻井工具、泵和阀门。● 碳化钨喷嘴 对于 PDC 钻头、喷砂和高压喷射等侵蚀比腐蚀更严重的情况，应考虑这些因素。● 密封环 适用于一般泵/压缩机作业和油田设备，其中流体腐蚀性不强。 |
| YN系列（WC-Ni/镍基） | 镍结合或富镍硬质合金；例如含镍量约为 6-8% 的 YN6 / YN8。 | ● 优异的耐腐蚀性 与WC-Co牌号相比，尤其是在 化学品、海水和一些酸性物质 环境。● 经常 非磁性非常适合 MWD/LWD 工具和精密仪器。● 硬度和耐磨性好；适用于 泵、机械密封和滚动体 暴露于腐蚀性介质中。 | ● 在粘结剂含量相同的情况下，机械强度和抗冲击性通常 略低 与同等 YG 等级相比，设计必须考虑冲击载荷。● 材料成本可能更高，加工工艺也可能更复杂。• 在轻度腐蚀性环境下，使用优质YG牌号钢材可能更经济，因此并非总是必要。 | ● 耐腐蚀衬套和套筒 用于处理盐水、采出水或化学介质的泵。● 镍基机械密封环 用于化工泵、海水或炼油厂服务。● 非磁性部件 在随钻测量/随钻测量工具和井下仪器中，必须最大限度地减少磁干扰。 |
4. 与朗森碳化物石油天然气产品相匹配的牌号
4.1 石油和天然气用碳化钨衬套
我们的碳化钨衬套可用作钻井设备、泵、阀门和生产工具中的保护套、衬管和轴承部件，适用于高压、高温和各种腐蚀性环境。
典型的年级选择策略：
● YG系列衬套 它们非常适合磨损和冲击严重但流体腐蚀性相对较低的应用。它们尤其适用于钻柱稳定器、旋转导向系统以及许多在标准水基或油基钻井液中运行的井下轴承。
● YN系列衬套 推荐用于处理腐蚀性生产流体、海水注入或存在氯化物暴露或酸腐蚀风险的化学品流的泵和阀门。它们也适用于以下情况： 非磁性衬套 仪器仪表中需要用到或 MWD工具。
我们的碳化钨密封环广泛应用于泵、压缩机、油田设备、矿山机械和水处理系统的机械密封中。
4.2 用于泵、压缩机和油田设备的碳化钨密封环
年级选择策略：
● YG系列密封环 适用于炼油厂、管道和注水系统中的通用泵和压缩机密封件，尤其适用于流体腐蚀性不强的场合。其高强度和耐磨性使其能够承受压力波动和偶尔的干运转。
● YN系列密封圈 镍结合碳化钨更适合高腐蚀性化学品和海水环境，因为镍结合碳化钨可以抵抗粘合剂腐蚀，同时保持硬度和结构完整性。
在许多密封设计中，根据介质和运行条件，碳化钨环（YG 或 YN）与较软的配合面（碳、碳化硅或其他碳化物）配对使用。
4.3 用于PDC钻头的碳化钨喷嘴
朗森碳化物供应 碳化钨喷嘴， 包括 六角头螺纹喷嘴 适用于PDC钻头以及其他喷射和喷砂作业。这些部件可在高腐蚀性钻井泥浆和压裂液中运行。
年级选择策略：
● YG系列喷嘴 当机械冲击和侵蚀是主要挑战时，钴结合碳化钨是首选材料。它在井下钻井喷嘴和节流/调速部件方面有着悠久的应用历史。
● YN系列等级 对于腐蚀性极强的钻井液（例如高氯化物盐水、酸化液或某些完井液），可以使用性能更高的碳化钨选项，因为这些情况下需要增强耐腐蚀性。
4.4 随钻测量/随钻测井组件、流量控制阀和阀座
我们为石油和天然气行业提供的硬质合金零件还包括 MWD/LWD 硬质合金组件， 碳化钨流量控制阀， 和 硬质合金阀座和阀内件。
● MWD/LWD组件： 这些申请通常需要 非磁性且耐腐蚀 不会干扰磁性或电磁测量的材料。 YN系列等级 对于此类服务，通常是首选。
● 流量控制阀、阀座和节流阀组件： 这些组件会受到以下因素的共同影响： 侵蚀 来自高速多相流， 空化， 和 腐蚀。 YG 等级 在冲击和侵蚀占主导地位的地区，通常使用这种方法； IN 成绩 或者 表面工程YG解决方案 可能更适合高腐蚀性环境。
5. 石油天然气客户的实用等级选择流程
当你咨询时 直接碳化物 对于钻井或生产应用中的易损件，结构化的决策过程可以显著提高性能并降低总成本：
定义应用程序和组件。
例如：钻头喷嘴、节流阀轴承、泵衬套、机械密封环、随钻测量套筒和流量控制阀组件。
确定媒体和环境条件。
例如：钻井泥浆或产出液的类型、固体和砂含量、二氧化碳、硫化氢、氯化物和工艺化学品的存在，以及操作压力和温度。
确定主要故障模式。
例如：磨损、侵蚀磨损、腐蚀、疲劳、热裂纹，或多种机制的组合。
选择 YG 或 YN 作为基础等级系列。
YG 最适用于中等腐蚀性介质中的机械冲击和侵蚀，而 在 当需要增强耐腐蚀性和/或非磁性性能时，是首选材料。
在选定的等级范围内进行优化。
根据等级表和应用数据，调整粘合剂含量和粒度，以平衡硬度和韧性。
使用现场数据进行验证。
将预期使用寿命与以前的材料进行比较，并根据实际性能改进牌号选择或部件几何形状。
Langsun Carbide 通过技术咨询和为全球石油和天然气客户提供定制的碳化钨解决方案来支持这一过程。
通过结合韧性和耐磨性 YG系列钴结合碳化钨 具有耐腐蚀性和非磁性性能 YN系列镍结合碳化钨我们可以为钻井工具、生产设备和流量控制系统提供优化的等级选择——即使在最恶劣的石油和天然气环境中也能可靠运行。