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.     

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.     

湿H2S环境下耐酸型碳钢管道的氩电联焊焊接工艺的制定

本文以伊拉克某油田项目为例,结合NACE MR0175、NACE RP0472等标准要求,确定了湿H2S环境下碳钢管道的焊接工艺,对试件进行了硬度检验、焊缝化学成分分析、力学性能试验、抗氢致裂纹试验和抗硫化物应力腐蚀开裂试验,各项试验结果均符合要求,并提出了现场焊接技术要点,为湿H2S环境下碳钢管道的焊接提供了工艺保障,为今后类似的石油开采及炼制项目提供参考.     

丙烷溶剂罐鼓泡裂纹成因分析与对策

介绍了丙烷脱沥青装置--丙烷溶剂罐检测过程中发现的鼓泡开裂情况,通过金相组织分析,确定低合金高强度16MnR钢的鼓泡开裂原因是设备在工艺介质H2S含量超标情况下发生了典型的湿硫化氢环境下的氢鼓泡(HB)、氢致开裂(HIC)和应力导向氢致开裂(SOHIC),并从设备选材、工艺防腐蚀、设备防腐蚀等方面提出了改进措施.     

某液化气球罐下排污管法兰断裂分析

分析了650M^3液化气球罐下排污管法兰的断裂原因。分析结果表明，法兰断裂是由液化气中的H2S所引起的应力腐蚀开裂。法兰材料使用错误而导致焊接接头的热处理工艺不恰当，导致产生异常的组织及硬度高达50HRC的热影响区，加速了法兰的断裂。     

V7002罐封头开裂原因分析

国内现有最大克劳斯硫回收装置的V7002罐封头发生开裂,对该罐开裂原因进行了分析。该封头存在三种开裂：容器内硫化氢产生氢原子向钢中扩散并聚集形成氢鼓泡;不同层面上的相邻氢鼓泡裂纹在内压下相互连接,形成氢致开裂,和氢鼓泡同为内部开裂;在内压下鼓泡位置产生拉应力,在拉应力和湿硫化氢环境下发生硫化物应力腐蚀开裂,为外部开裂。介绍了检验方法和通过改善材料和防腐工艺避免开裂方法。     

低合金高强钢的延迟裂纹和应力腐蚀裂纹

本文介绍了低合金高强钢制的球罐在定期检验时发现的焊接接头裂纹。作者从应力腐蚀裂纹和氢致裂纹的机理、影响因素、形貌、发生区域、发生时间来论证球罐的应力腐蚀裂纹和氢致裂纹的内在机理是一样的,属于氢致开裂机理。理论分析和检验检测实践证明在球罐的焊接加工阶段采取措施防止氢致裂纹就能大大降低应力腐蚀裂纹敏感性。     

0Cr18Ni9Ti钢焊接接头表面纳米化及接头抗H2S应力腐蚀性能的研究

为了提高不锈钢焊接接头的组织均匀性及其抗H2S应力腐蚀性能,采用超音速颗粒轰击(Supersonic Particles Bombarding缩写为(SSPB))技术对0Cr18Ni9Ti不锈钢焊接接头表面进行处理,利用金相显微镜和透射电镜对材料表面的微观组织进行了分析.利用X射线应力衍射仪对纳米化后的式样进行残余应力分析,抗硫化氢应力腐蚀试验按照GB4157-84标准执行.结果表明,经超音速颗粒轰击处理可以使样品表层晶粒细化至纳米量级,表层晶粒尺寸平均为10.4 nm,而且表层组织得到均一化.试验证实抗H2S应力腐蚀性能得到显著提高.     

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。     

Relationship between the Brittlement Susceptibility and H Permeation Current for UNS G11180 Steel in 5% NaCl Solution with H_2S

Sulfide stress corrosion cracking (SSCC) behaviour of UNS G11180 steel in 5% NaCl solution with H2S was studied by slow strain rate tensile test (SSRT), SEM and electrochemical hydro gen permeation technique. The results reveal different cracking mechanism and H permeation current (IH) through UNS G11180 steel plate in different concentration of H2S solution. The susceptibility to SSCC of UNS G11180 Steel in 5% NaCl solution with H2S was evaluated by the permeation current(IH, μA), which depends on the concentration (c×10-6) of H2S by the equation:IH = 8.525 ×c0.7249. lt is proved that the electrochemical H permeation method is a practical way to assess the susceptibility to SSCC.     

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。     

碳钢在H2S／CO2体系中的应力腐蚀开裂机理

应力腐蚀开裂是含H2S／CO2天然气输送管线腐蚀破坏的主要形式,探究其开裂机理有利于实施有效的防护,目前相关研究尚不够深入。采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等表面分析技术对U形环X52钢试样在H2S／CO2介质中的应力腐蚀开裂（SCC）行为进行了研究,并分析探讨了其发生SCC的机理。结果表明：X52钢...     

低Cr钢在H_2S/CO_2环境中的腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和电化学测量技术,研究普通低Cr油套管用钢在模拟塔里木油田环境的H2S/CO2腐蚀行为.结果表明:在模拟CO2腐蚀环境中,Cr元素在腐蚀产物膜中的富集显著改善了膜的保护性,低Cr钢表现出良好的抗CO2均匀腐蚀和局部腐蚀能力;在模拟CO2/H2S腐蚀条件下,H2S腐蚀占主导作用,其均匀腐蚀速率远小于单独CO2腐蚀环境中的均匀腐蚀速率;低Cr材料H2S腐蚀的阳极极化曲线存在较为明显的钝化区,交流阻抗图谱(EIS)拟合的H2S腐蚀极化电阻远大于CO2腐蚀极化电阻.     

On the Corrosion Behavior of a ferritic 18 Cr-2 Mo-steel

The investigations carried out with 18 Cr-2 Mo steel were aimed at its behavior under pitting corrosion, crevice corrosion and stress corrosion cracking conditions. This was done in autoclave laboratory experiments and under experimental heat exchanger conditions in Rhine river water with a chloride content of max. 400 ppm. The test temperatures were 80, 100 and 130°C. Model heat exchangers were fabricated and operated to investigate the influence of filler materials and weld joints between the ferritic 18 Cr-2 Mo steel and a standard austenitic steel. The possibilities of fabricating tube sheets by applying a weld overlay and using explosive bonding were explored. 18 Cr-2 Mo steel has been shown to be suited for applications in cooling water systems which have a chloride content of 400 ppm. No stress corrosion cracking occurs under such conditions. Tubes with a wall thichness up to 3 mm have sufficient toughness. Tube sheets can be made of boiler plate protected by an explosive cladding or a weld overlay of 18 Cr-2 Mo. A combination of Type 321 or 304 L and 18 Cr-2 Mo is possible. Provided 18 Cr-2 Mo is sufficiently resistant to the product to be cooled, it is an alternative to austenitic CrNi-(Mo) steels (e.g. AISI 304) when stress corrosion cracking is likely to occur.     

Cl~-和H_2S对不锈钢电化学行为的协同影响

目前,对Cl~-和H_2S共存条件下不锈钢的腐蚀尤其是点蚀行为鲜有研究。采用动电位扫描和交流阻抗测试研究了304,316L和2205 3种不锈钢在含有不同浓度Cl~-和H_2S的溶液中的电化学行为。结果表明:在含有1 200 mg/L Cl~-的溶液中,随H_2S浓度增大,304和316L的点蚀敏感性均增大,但此条件下的H_2S浓度并未对2205双相不锈钢产生影响。当Cl~-浓度增大到1 500 mg/L时,2205产生了点蚀现象,说明虽然H_2S促进了不锈钢点蚀的发生,但Cl~-是诱导不锈钢产生点蚀的关键因素。     

Slurry Preparation and Rolling of Semi-solid 60Si2Mn Spring Steel

The nondendritic semi-solid slurry preparation of 60Si2Mn spring steel has been studied in this paper. The experiments have shown that when stirred for 2 min on the test condition, the semi-solid slurry with 50%～60% fraction solid and spherical primary austenitic grains in the size of 100～300μm can be obtained and is easy to be discharged from the bottom little hole of the stirring chamber. The nondendritic slurry of 60Si2Mn spring steel can be rolled into given plate form successfully, but the solid phase and liquid phase is easy to be separated in rolling process so that the solid primary austenite is concentrated in the center and the liquid is near the edge of the rolled plate. The rupture strength and elongation of the plate rolled only once with semi-solid slurry are lower than that of the traditionally repeated hot-rolled plate of 60Si2Mn spring steel.     

高锰奥氏体低温钢拉伸断口开裂原因分析

采用光学显微镜、扫描电镜和力学试验的方法,分析了高锰奥氏体低温钢拉伸断口开裂的原因,结果表明,Mn、S元素存在严重偏析,生成的MnS夹杂物在轧制过程中形成MnS偏析带,MnS偏析带与基体的结合力较弱,在颈缩过程中形成的三向应力作用下,拉伸断口开裂。      

无钴Ti（C,N）基金属陶瓷与3Cr2W8V钢的热疲劳行为差异

采用热疲劳龟裂网纹模拟法，定性地研究了无钴Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金陶瓷与３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢的热疲劳行为差异。结果表明，在相同周次的热循环下，前者热疲劳裂纹呈粗大交叉的直线，起源于试样棱边的尖角处，并以较快的速度进入失稳扩展，后者形成细小典型的龟裂网纹，扩展缓慢，显示出热疲劳抗力高于前者。     

模拟下古气藏工况下抗硫油管钢的CO_2/H_2S腐蚀行为

为了更好地理解抗硫油管钢在含硫气田中的腐蚀行为和机理,利用高温高压反应釜装置,结合SEM和XRD分析方法,对N80S和P110S抗硫油钢管在模拟下古气藏环境中CO_2,H_2S共存时的腐蚀行为进行了研究,计算了不同CO_2和H_2S分压比时的腐蚀速率,分析了腐蚀产物特征和成分,探讨了其腐蚀机理。结果表明:2种抗硫油管钢随H_2S含量的增大,腐蚀速率先增大后减小;H_2S微量时抗硫油管钢表面形成了Fe CO3和Fe S等腐蚀物,未见明显的腐蚀坑,随H_2S含量的增大,表面的腐蚀产物为铁的硫化物且存在明显的局部腐蚀。