球罐应力腐蚀开裂研究与安全性分析

对球罐应力腐蚀开裂的原因和主要影响因素进行了分析.针对16MnR和SPV50Q球罐用钢,在分析湿硫化氢环境下应力腐蚀开裂形式的基础上,通过改进的WOL预裂纹试样的应力腐蚀开裂试验,对不同球罐用钢、不同硫化氢浓度、不同焊接状态条件下的应力腐蚀开裂进行了研究,并对设备的安全性能进行了分析,进而提出了防止应力腐蚀开裂的对策.     

硫化氢介质条件下换热器管束钢的腐蚀行为

采用腐蚀失重及慢应变速率拉伸试验(SSRT)方法,对20钢和08Cr2AlMo钢在饱和H2S水溶液中的腐蚀行为进行了研究.结果表明,08Cr2AlMo钢在饱和H2S水溶液中的耐腐蚀能力优于20钢,但存在比较明显的点蚀倾向;在饱和H2S水溶液中两种钢都具有硫化氢应力腐蚀开裂(SSCC)敏感性,应力腐蚀开裂大多发生在塑性变形区,应力水平要求比较高,20钢的断口属于韧脆混合型断口,08Cr2AlMo钢断口则属于典型的准解理脆性断口.     

湿硫化氢应力腐蚀环境下压力容器用钢的选用

针对压力容器设备在湿硫化氢环境中经常产生的应力腐蚀破坏,结合工作实践,讨论了在不同情况下压力容器用钢的选材要求。     

Q345R高压空冷器焊接接头应力腐蚀开裂分析

某高压空冷器进气口换热管和管板胀管焊接处发生泄漏事故，通过宏观观察、机械拉断断口及裂纹面分析、金相组织分析、显微硬度测试、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线能谱分析(EDS)等分析方法对泄漏失效处及关键位置材料进行检测和分析。研究发现高压空冷器进出口失效位置的裂纹均是由管箱内壁接头处向胀接间隙表面开裂，并且裂纹面能谱分析结果发现大量的S元素存在。结合管道受力情况、断口形貌、元素分析判定本次失效的模式为硫化氢应力腐蚀开裂(SSCC)。管内硫化氢为腐蚀源，在焊接残余应力集中和外载结构应力的协同作用下，焊趾发生SSCC开裂，裂纹沿着熔合线扩展至胀管外壁，发生泄漏失效。     

焊接工艺对Q345R的硫化物应力腐蚀敏感性的影响

为了探讨和分析焊接工艺对Q345R的硫化物应力腐蚀敏感性影响成因,在饱和硫化氢NACE A溶液中对手工焊接和氩弧焊打底后手工焊接的Q345R材料进行硫化物应力腐蚀开裂敏感性测试评价,采用SEM和硬度计研究分析了2种焊接工艺Q345R组织和性能的变化.试验结果表明:焊接工艺对Q345R钢的硫化物应力腐蚀开裂敏感性的差异源...     

超快冷工艺对高铌X80管线钢抗腐蚀性能的影响

依据NACE标准,研究了采用新型超快速冷却工艺生产的X80管线钢抗硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)、抗氢致开裂(HIC)和抗CO2等腐蚀的情况.SSCC腐蚀实验表明,产生开裂的临界应力值在65 ％σs (390MPa)左右,超过此临界值,试样的腐蚀敏感性较高,抗腐蚀能力较差,在95％σs加载水平下,应力敏感性极高.HIC腐蚀实验表明,裂纹敏感百分比、裂纹长度百分比和裂纹厚度百分比均为零.抗CO2腐蚀实验表明,在CO2压力为0.1MPa条件下,平均腐蚀速率为0.6843mm/a.研究表明采用新型超快冷工艺生产的X80管线钢具有优良的抗SSCC腐蚀性能、抗HIC腐蚀性能和抗CO2腐蚀性能.     

X60钢在硫化氢溶液中的应力腐蚀裂纹扩展研究

输送石油和天然气的X60钢管存在应力腐蚀裂纹扩展的危险.为此,将X60螺旋埋弧焊管试样置于100,500,1000 mg/L的H2S水溶液中,采用改进的楔形张开加载(WOL)试样和恒位移的加载方法进行试验,测定了X60焊接接头在不同环境下的应力腐蚀裂纹扩展速率.结果表明:在低浓度(100 mg/L)下没有观察到裂纹扩展的情况,说明X60材料具有一定的抗硫化氢应力腐蚀开裂能力;随硫化氢浓度的提高,裂纹扩展速率增大,所以在高浓度硫化氢溶液中,这种材料的硫化氢应力腐蚀开裂情况仍需特别注意.     

焊接热输入对Q345R钢接头湿硫化氢应力腐蚀敏感性的影响

实际焊接过程中焊接参数会影响焊接热输入,进而影响焊接接头的显微组织和性能.为此,研究了一系列焊接热输入条件下Q345R钢焊接接头的显微组织及其在湿硫化氢环境中的应力腐蚀敏感性.结果表明:当焊接热输入从44.2 kJ/cm增加到49.7 kJ/cm时,铁素体晶粒增大;当焊接热输入达到55.3 kJ/cm时,焊缝区组织出现了针状铁素体;在湿硫化氢环境下慢应变速率拉伸,所有焊接热输入下的焊接接头均出现明显的应力腐蚀开裂,同时发现在相同浓度的湿硫化氢环境下,当焊接热输入从44.2 kJ/cm增加到49.7 kJ/cm时,焊接接头的应力腐蚀敏感性指数随之增大,当焊接热输入增大到55.3 kJ/cm时,由于焊缝区出现了针状铁素体,使其应力腐蚀敏感性得到缓解.     

Q345R钢焊接热影响区在碳酸钠和硫化氢混合介质中的应力腐蚀行为

以往对Q345R钢焊接热影响区在碳酸盐和硫化氢混合介质中的应力腐蚀开裂行为研究不多。针对石油化工行业的CO2-H2S-H2O典型腐蚀环境中Q345R钢应力腐蚀失效造成的重大事故,通过慢应变速率试验(SSRT)和楔形张开加载(WOL)预裂纹应力腐蚀试验研究了Q345R钢热影响区在Na2CO3和H2S混合环境中的应力腐蚀行为。结果表明:在Na2CO3+H2S复杂介质环境中,Q345R钢热影响部位应力腐蚀敏感性较低,其断口呈现韧性断裂形貌,WOL裂纹扩展速率较低,应力强度因子KI值基本不变,应力腐蚀倾向不明显。     

阴极保护导致ZC—120钢在海水中环境氢脆

用慢应变速率试验方法,研究了ZC-120钢在海水中产生环境氢脆与阴极保护电位和硫化氢浓度的关系.并绘出发生环境氢脆时阴极保护电位-硫化氢浓度图,为选择合理的阴极保护规范提供依据.     

某井G105钻杆开裂失效分析

通过宏观检验、化学成分分析、金相分析、力学性能测试、扫描电镜和能谱分析等方法,对某井发生批量开裂的G105钻杆进行了分析。结果表明:该批钻杆硬度达到33 HRC,远高于NACE MR 0175-2009对抗硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)材料最高硬度要求值22HRC,钻杆的硫化物应力腐蚀开裂敏感性较高;钻杆开裂主要为硫化氢应力腐蚀而导致的脆性开裂,同时井底存在的CO2和Cl-加速了其腐蚀进程。建议在含有H2S气体的环境下使用抗硫钻杆进行作业,从而有效防止钻杆发生硫化氢应力腐蚀开裂。     

储罐钢08MnNiVR在服役环境中的耐腐蚀性能

为了研究大型石油储罐用钢08MnNiVR在服役环境中的耐蚀性能,通过大气挂片试验研究了其耐大气腐蚀性能,通过全浸试验和应力腐蚀试验研究了其在石油沉积水中的耐腐蚀性能。结果表明:08MnNiVR钢在大气环境和石油沉积水中均主要发生均匀腐蚀,腐蚀速率较低,耐腐蚀性良好;08MnNiVR在石油沉积水中具有高应力腐蚀抗力,应力腐蚀敏感性较低。     

X80级管线钢硫化物应力腐蚀开裂研究

采用NACE三点弯曲方法,通过SEM、TEM等手段研究了两种成分的X80级管线钢的硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)行为.腐蚀介质为CH3COOH(0.5%) 去离子水(99.5%) 通入饱和H,2S气体(纯度99.9%以上),试验溶液温度保持在(25±3)℃,试验时间200 h.结果表明,添加合金元素Cu,Ni的材料的临界应力值(Sc)超过1 390 Mpa,而未添加Cu,Ni的材料的临界应力值仅为770 Mpa.添加合金元素Cu,Mi可以获得细小均匀的针状铁素体组织,大量晶粒承受氢压,可以显著提高材料的临界应力值(Sc),从而提高了材料抗SSCC的性能.针状铁素体内高密度缠结的位错和微合金元素的碳氮化物在位错网络上的沉淀析出,起到了强烈的氢陷阱作用,是针状铁素体具有良好抗SSCC性能的主要原因之一.     

Al对含P,Mo奥氏体不锈钢应力腐蚀性能的影响

用点焊接试验方法评价了合金元素Ａｌ对含Ｐ和Ｍｏ奥氏体不锈钢应力腐蚀破裂性能的影响。结果表明，单独添加Ａｌ没有改善应力腐蚀破裂性能，而复合添加Ａｌ和Ｃｕ有效地提高了抗应力腐蚀性能。１４Ｃｒ－１６Ｎｉ－２Ｃｕ－３Ａｌ钢中添加Ｍｏ，虽然降低应力腐蚀性能，但影响较小。含０．３％Ｍｏ时应力腐蚀破裂临界温度可达１２０℃。ＡＥＳ分析表明，Ａｌ和Ｃｕ元素在表面膜中富集。Ａｌ和ｃｕ的联合作用使钢表面膜的钝化能力得到加强，从而提高了抗应力腐蚀性能。     

含裂纹注气管道的硫化氢应力腐蚀试验研究

应力腐蚀门槛值是评价管道抗应力腐蚀能力的重要性能参数。采用胜利油田现场使用的20g,13CrM044,ST45．8和ST45．8-Ⅵ注汽管材,制作含有预制裂纹的恒位移双悬臂梁（DCB）试件,在硫化氢介质中进行了应力腐蚀试验,得到4种钢材的应力腐蚀门槛值K1scc和应力腐蚀裂纹扩展速率da／dt。试验结果表明,ST45一Ⅵ钢的KISOC值最大,裂纹扩展速率最小,具有较强的抗应力腐蚀开裂能力;含碳量低,减少块状铁素体,细化组织有利于提高管材抗应力腐蚀的能力。     

Cl~-浓度对超级13Cr油管钢应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)应力腐蚀开裂(SCC)的实验方法,通过应力应变(σ-ε)曲线、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)等手段分析了超级13Cr油管钢在NaCl溶液中的抗拉强度、延伸率、断裂时间、应力腐蚀开裂敏感性指数(kscc)和断口形貌,研究了Cl-浓度对其应力腐蚀开裂行为的影响。结果显示:当NaCl溶液浓度低于15%时,超级13Cr油管钢应力腐蚀的程度较轻,抗应力腐蚀开裂性能较好;而当NaCl溶液浓度大于25%时,其应力腐蚀的程度严重,抗应力腐蚀开裂性能较差;随溶液Cl-浓度的增大,超级13Cr油管钢的力学性能降低、抗SCC性能降低、应力腐蚀开裂的倾向增大、应力腐蚀开裂敏感性指数kσ和kε均呈现增大的趋势,且kε比kσ增大的趋势更明显;Cl-浓度对超级13Cr油管钢塑性的影响比对其抗拉强度的影响更显著。     

加氢裂化换热器焊缝开裂失效分析

某换热器管子与管板之间发生焊缝开裂.通过对管板和管子的焊缝渗透检测、化学成分分析、拉伸试验、硬度测试、金相组织检查和用扫描电镜对断口进行观察和能谱的成分测定.结果表明,换热器焊缝开裂的原因是由于在湿硫化氢环境中和焊接残余应力的共同作用下,产生了应力腐蚀开裂.     

塑性变形条件下16MnR钢的CO2腐蚀电化学行为

油气田管材常常在各种应力和变形状态下服役,为了研究应力和变形对钢CO2腐蚀电化学行为的影响,利用电化学技术分别测量了16MnR钢在不同弯曲塑性变形状态下的CO2腐蚀电化学阻抗谱、线性极化电阻和自然腐蚀电位.结果表明:随着应变的增大,自然腐蚀电位负移,线性极化电阻逐渐减小,腐蚀速率增大.在拉伸和压缩塑性变形状态下16MnR钢CO2腐蚀的电化学阻抗谱均由高频容抗弧和低频感抗弧组成.随着应变的增大,容抗弧和感抗弧逐渐收缩,反应的总阻抗减小.冷加工变形增大了16MnR钢的电化学活性,使阳极溶解加快,腐蚀速率增大.     

0Cr18Ni5和AF1410高强度钢的腐蚀行为研究

采用失重法和XRD法研究了0Cr18Ni5钢和AF1410钢在中性盐雾环境中的耐蚀性能.结果发现0Cr18Ni5钢由于高含量的Cr元素而只发生了轻微的点蚀,而AF1410钢则发生了严重的全面腐蚀,腐蚀产物主要由FeOOH和Fe3O4组成.采用恒载荷应力腐蚀拉伸和剩余力学性能测试法,并结合SEM断口形貌分析,研究了两种高强钢在3.5% NaCl(质量分数)水溶液中应力腐蚀行为.结果表明,0Cr18Ni5钢和AF1410钢在该环境中都表现出应力腐蚀敏感性.最后,结合实验结果提出了一种简易快速评价材料抗应力腐蚀性能的方法.     

金属材料腐蚀实验室的建设与应用实践

本文介绍了首钢迁钢公司腐蚀实验室的建设与应用实践情况,首先介绍了金属材料的腐蚀问题所带来的危害,然后从整体上描述了腐蚀实验室的概况、能力以及存在的重大意义。该实验室在设计过程中充分考虑到了安全环保方面,检测项目包括HIC和SSCC(B方法),并且已经通过了CNAS认可,具备作为第三方实验室出具检测报告的资格。