压力容器和压力管道应力腐蚀开裂机理及影响因素分析

应力腐蚀开裂(SCC)是压力容器和压力管道最主要的失效模式之一。本文介绍了应力腐蚀开裂的主要机理,并对影响因素进行了分析,根据应力腐蚀开裂机理及影响因素提出了相应的防护措施。     

浅论巨龙高钢级管线钢(X80)抗硫化氢腐蚀性能的试验及其结果分析

管道输送是油气运输中最便捷、经济和可靠的方式,它是随着石油工业的发展而产生的,而腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素,因此,研究管线钢的抗腐蚀性能至关重要。本文通过二次热处理技术、硬度测试及显微组织分析等方法,对X80钢在不同PH值H2S溶液中的腐蚀情况作了系统的研究。对不同PH值溶液相同时间、同一PH值不同时间腐蚀后的X80管线钢做了分析比较;并且通过观察热处理过程、PH值、时间对材料腐蚀程度的影响,对X80管线钢的腐蚀情况有了进一步的了解。通过实验结果及理论分析可以得出热处理工艺对X80管线钢的腐蚀性能没有显著影响。经过不同热处理加工的试样在同样的腐蚀条件下,最终的腐蚀程度差别不明显;腐蚀对X80钢的硬度值无显著影响。试样在不同PH值溶液中经过不同时间的腐蚀,最终硬度值的变化很小;PH值低的溶液腐蚀程度大于PH值高的溶液,腐蚀程度随着腐蚀时间的增加逐渐缓慢。     

X70管线钢在不同温度的钦州强酸性砖红壤模拟液中的电化学腐蚀行为

采用电化学阻抗谱、极化曲线测量、浸泡失重法、X射线衍射等测试技术研究了X70管线钢在温度30～70℃之间的钦州强酸性砖红壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为,探讨了温度变化对X70管线钢耐蚀性的影响。结果表明：随着温度的升高,X70管线钢在模拟溶液中的极化电阻减小,腐蚀电位逐渐负移,腐蚀电流密度增大,腐蚀速率增大,耐蚀性越来越差;阳极发生了Fe的溶解,阴极发生了析氢腐蚀和氧的去极化腐蚀。温度变化对X70管线钢表面腐蚀产物膜的物相组成有一定的影响：30℃和40℃时腐蚀产物相同,50、60和70℃时各不相同,腐蚀产物包括了γ-FeO(OH)、Fe(OH)₃、Fe₃O₄、α-FeO(OH)和Fe₂O₃。随着温度的升高,腐蚀产物膜质地越来越疏松,X70管线钢的腐蚀愈发严重。     

浅谈降低H_2S腐蚀的措施

当石油天然气环境中存在H2S气体时,硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)是导致材料性能下降和失效的主要原因。极少量H2S的存在就足以导致一些敏感材料的应力腐蚀开裂(SSCC),本文简要介绍了金属材料在H2S环境中产生腐蚀磨损行为的机理,介绍了几种降低金属材料在H2S环境中应力腐蚀开裂的措施。     

靖边气田集输系统抗硫管材选用探讨

靖边气田是长庆目前硫化氢含量较高的气田,原料气中硫化氢平均含量为1489.57mg/m3,根据多年运行及使用经验,硫化氢对管材影响较大,管材的抗硫化氢应力腐蚀开裂是一个重要的研究课题.本文介绍了硫化氢的腐蚀机理及主要影响因素,抗硫化氢应力腐蚀开裂管材的选材原则,对延长气田管道的使用寿命,防止事故的发生,并为后续气田的开发提供了经验和借鉴.     

交流电流对X70钢油气管道腐蚀行为影响

为研究交流电作用下X70管线钢腐蚀行为,利用电化学方法探求交流腐蚀的发展行为及作用机理,运用扫描电镜技术结合腐蚀形貌分析,直观地对X70管线钢交流腐蚀机理展开研究.结果表明:不同交流电密度下发生了规律性的均匀腐蚀、环状腐蚀和点蚀3种情况.当电流密度低于20 A·m-2情况下,不发生明显腐蚀;电流密度升至30 A·m-2时发生轻微腐蚀,表面现波纹状起伏;当电流密度达到100 A·m-2时出现明显坑蚀现象,并发育形成范围更广更深的波浪形腐蚀.通过腐蚀产物形貌及成分进一步分析证明:Cl-、SO42-、HCO3-均为侵蚀性离子,在对X70钢的交流腐蚀过程中有氧的去极化反应构成了交流腐蚀阴极反应,最终通过中间反应产物实现腐蚀的发生.     

液化气球罐Zare合金防护层涂装工艺

液化气球罐在使用过程中因球罐内壁存在SSCC(硫化物应力腐蚀开裂)腐蚀环境,造成球罐内壁焊道热影响区出现裂纹,导致球罐内壁腐蚀.本文介绍了采用涂覆稀土合金(Zare)涂层和封闭剂的方法解决液化气球罐内壁SSCC腐蚀问题,着重讨论了球罐内壁防腐涂装工艺及其注意事项.     

环境pH值对天然气管线腐蚀行为的影响

环境pH值是影响埋地管线腐蚀的关键因素之一。以天然气管线钢X80钢为研究对象,以质量分数为3%的NaCl溶液为腐蚀性介质,通过电化学阻抗测试和腐蚀形貌观察,研究了环境pH值对X80钢腐蚀行为的影响。结果表明:在不同环境pH值下,X80钢的电化学阻抗特征均为双容抗弧。随着环境pH值的增大,扩散电阻减小,扩散电容增大,物质转移加速。同时,X80钢表面腐蚀形貌由全面腐蚀逐渐向点蚀转变。这是由于在碱性条件下容易生成致密腐蚀产物膜并存在Cl-导致的。     

含平底方形缺陷X80管线钢剩余强度的研究

X80管线钢由于其优良的综合力学性能,越来越多地服役于石油天然气输送。X80管线钢在服役过程中,不可避免地受到各种腐蚀因素的影响,产生具有危险性的腐蚀缺陷,进而使管道材料的强度降低,寿命缩短,影响了管道运输的安全可靠性,并且会造成材料的浪费和对环境的污染。因此,笔者以X80管线钢平底方形缺陷作为研究对象,借助ANSYS有限元分析软件,通过改变缺陷长度、缺陷深度,考察其对最大等效应力和剩余强度和的影响;通过改变内压,考察其对最大等效应力和最大等效应变的影响,借助数学拟合的方法,对基于应变和基于应力管道的剩余强度与缺陷深度的关系进行拟合,所得结论对于X80管线钢剩余强度的求解有一定的指导意义。     

CO2气田用X65管线钢焊缝的电化学腐蚀行为研究

X65管线钢具有良好机械性能及焊接性,但在CO2气田使用时,常常在焊缝和热影响区发生电化学腐蚀,严重情况下可能造成焊接失效。本文通过对X65管线钢焊缝的电化学腐蚀行为研究,筛选并推荐了合适的焊接工艺。     

X80管线钢在鄯善土壤模拟溶液中的腐蚀行为

采用失重法、电化学测试、SEM、EDS等方法,研究了X80管线钢在鄯善土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明:X80钢在3个测试点模拟土壤溶液中以全面腐蚀为主,局部位置发生点蚀;在不同模拟溶液中的腐蚀速率大小依次为AN000>AN065>AN016;随着浸泡时间的增加,Ca2+吸附在X80钢表面并形成Ca的产物层,有效地减缓了X80钢在AN016模拟溶液中的腐蚀。在含盐量较高的土壤环境中,富集在钢基表面的结晶盐对钢的腐蚀具有一定的减缓作用。     

环氧氯丙烷生产设备的腐蚀失效分析与材料选择

文章分析了环氧氯丙烷(ECH)生产中反应器和换热器(材料为304不锈钢)的腐蚀失效原因,并通过SEM进行了表面腐蚀形貌的表征。分析表明混合物中H+、Cl-的溶解作用和应力腐蚀开裂(SCC)是造成设备腐蚀穿孔失效的主要原因。建议降低混合液中Cl-含量及提高溶液pH;选用更加耐蚀的材料如:钛及钛合金,316 L不锈钢及化学镀Ni-P镀层。     

三元复合驱采出液中温度对P110套管钢腐蚀影响研究

采用电化学工作站测试了P110钢在三元复合驱采出液中的腐蚀行为,分析了不同温度和不同浓度条件下的影响规律,用扫描电镜对P110钢的腐蚀形貌进行观察分析。结果表明,P110钢在弱碱和强碱ASP溶液中具有不同的钝化性能,在强碱ASP溶液中钢表面形成了保护性良好的钝化膜。随温度的增加,P110钢在强碱或弱碱ASP溶液中的耐蚀性均降低。P110钢的腐蚀速率均随ASP浓度的增加而减小,NaOH和Na2CO3的添加对其腐蚀具有不同的作用。在ASP溶液中,P110钢表面形成一层致密的白色垢层,抑制基体进一步发生腐蚀。     

X80管线钢在格尔木土壤模拟溶液中的耐腐蚀性能

采用失重法、电化学测试、SEM及XRD微观分析等方法,研究了X80管线钢在格尔木土壤模拟溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,在格尔木土壤模拟溶液中,随着浸泡时间的增加,X80钢平均腐蚀速率明显下降,但腐蚀趋势增加,钢基体表面由以全面腐蚀为主转为以点蚀为主;X80钢的阴极反应为氧的去极化;腐蚀产物主要由FeOOH（表层）和Fe₃O₄（内层）组成;X80钢的耐蚀性及腐蚀形态与各试样表面生成的腐蚀产物膜的完整性和致密性有关。研究还发现氯离子含量是影响腐蚀的主导因素。     

陕北盐渍土壤对X80管线钢电化学腐蚀行为的影响

采用电化学测试、SEM及EDS微观分析等方法,研究了X80管线钢在陕北水饱和盐渍土壤中的电化学腐蚀行为。结果表明,在水饱和盐渍土壤中,随腐蚀时间延长,X80钢腐蚀趋势和腐蚀速率均明显增大,局部腐蚀面积和深度不断增加,钢基体表面由以全面腐蚀为主转为以局部腐蚀为主,腐蚀机理为氧浓差腐蚀电池和局部腐蚀自催化效应,腐蚀速度主要受氧扩散过程控制;EIS图谱具有双容抗弧与Warburg阻抗特征,电荷传递和扩散传质的阻力随时间越来越大,而结合层电阻明显减小,这与钢表面生成腐蚀产物膜的完整性和致密性有关,腐蚀产物主要为铁的氧化物、硫化物和土壤中盐类的混合物。     

奥氏体不锈钢压力容器应变强化设计技术探讨

应变强化技术能够有效的提高奥氏体不锈钢的屈服强度,从而减小奥氏体不锈钢压力容器的设计壁厚,减轻容器的重量,降低重容比,减少容器制造与运输过程中的能耗,实现压力容器的轻型化。本文介绍了奥氏体不锈钢压力容器应变强化的基本原理和基本设计思路,并从强度、蠕变、疲劳、均匀腐蚀、应力腐蚀开裂(SCC)等方面综述了奥氏体不锈钢应变强化后的性能变化,并提出进一步研究的方向,以实现奥氏体不锈钢压力容器轻型化设计。     

冷高压分离器在H2S环境下应力腐蚀开裂敏感性评估

针对制造过程中由于开孔失误而进行补焊的冷高压分离器在高压、高浓度的H₂S环境的使用安全问题,采用了电化学充氢、恒应变和慢拉伸的实验方法,研究了制造冷高压分离器的主体材料16Mn(HIC)钢和普通的16Mn钢及其焊缝的氢扩散系数,在不同H₂S浓度、pH值,模拟冷高压分离器操作环境溶液和实际溶液中的腐蚀规律和硫化氢应力腐蚀开裂（SSCC）敏感性,结合实际腐蚀环境的检测和分析结果,对补焊后的冷高压分离器的使用安全给出了综合评估.     

浅谈埋地管道的防腐设计

埋地钢管外壁腐蚀是引起管道穿孔发生事故的主要原因之一,研究管道的腐蚀机理与防护技术,对延长管道的使用寿命以及保证工业生产的顺利进行具有重要意义。本文通过埋地管道腐蚀问题分析,介绍管道表面处理方法、管道内外防腐蚀涂层设计和管道阴极保护设计。     

X70管线钢在CO2-3/HCO-3体系中表面膜性能研究

The electrochemical behavior of X70 pipeline steel in (0.5 mol· L-1 Na2CO3+1 mol· L-1 NaHCO3)solution was studied by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM) were used to analyze the composition and microstructure of the surface film. The results showed that there were two anodic peaks at -600 mV and -350 mV.The surface film formed at -600 mV mainly consisted of ferrous carbonates and ferrous hydroxycarbonates. It had a small reaction resistance. It was metastable and possessed poor protective property. Numerous pits and microcracks existed on the film, which could be the active paths for the initiation of stress corrosion cracking. The surface film formed at -350 mV, mainly consisted of ferric oxides. It has high reaction resistance and offered good protection for the substrate.