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抗SSC硫化氫應力腐蝕材料如何選擇

發(fā)布日期:2016-07-11

1. 選用抗硫化氫材料

   抗硫化氫材料主要是指對硫化氫應力腐蝕開裂和氫損傷有一定抗力或?qū)@種開裂不敏感的材料。同時采用低硬度(強度)和完全淬火+回火處理工藝對材料抗硫化氫腐蝕是有利的。

   美國國家腐蝕工程師學會(NACE)標準MR 0175(1980年修訂)中規(guī)定:含硫化氫環(huán)境中使用的鉆桿、鉆桿接頭、鉆鋌和其它管材的最大硬度不許高于HRC22;鉆桿接頭與鉆桿的焊接及熱影響區(qū)應進行淬火+595℃以上溫度的回火處理;對于最小屈服強度大于655MPa的鋼材應進行淬火+回火處理,以獲得抗硫化物應力腐蝕開裂的最佳能力。

   抗H2S腐蝕鋼材的基本要求:

   ⑴成分設計合理:材料的抗H2S應力斷裂性能主要與材料的晶界強度有關(guān),因此常常加入CrMo、Nb、Ti、Cu等合金元素細化原始奧氏體晶粒度。超細晶粒原始奧氏體經(jīng)淬火后,形成超細晶粒鐵素體和分布良好的超細碳化物組織,是開發(fā)抗硫化物應力腐蝕的高強度鋼最有效的途徑。

   ⑵采用有害元素(包括氫, , 氮等)含量很低純凈鋼;

   ⑶良好的淬透性和均勻細小的回火組織,硬度波動盡可能?。?/p>

   ⑷回火穩(wěn)定性好,回火溫度高(600)

   ⑸良好的韌性;

   ⑹消除殘余拉應力。 

油氣田常用的抗SSC碳素鋼

 

油氣田常用的抗SSC低合金鋼

油氣田常用的抗SSCC油套管及輸送管

2.添加緩蝕劑

   實踐證明合理添加緩蝕劑是防止含H2S酸性油氣對碳鋼和低合金鋼設施腐蝕的一種有效方法。緩蝕劑對應用條件的選擇性要求很高,針對性很強。不同介質(zhì)或材料往往要求的緩蝕劑也不同,甚至同一種介質(zhì),當操作條件(如溫度、壓力、濃度、流速等)改變時,所采用的緩蝕劑可能也需要改變。

   用于含H2S酸性環(huán)境中的緩蝕劑,通常為含氧的有機緩蝕劑(成膜型緩蝕劑),有胺類、米唑啉、酰胺類和季胺鹽,也包括含硫、磷的化合物。如四川石油管理局天然氣研究所研制的CT2lCT24油氣井緩蝕劑及CT22輸送管道緩蝕劑,在四川及其他含硫化氫油氣田上應用均取得良好的效果。

3.控制溶液pH值

     提高溶液pH值降低溶液中H+含量可提高鋼材對硫化氫的耐蝕能力,維持pH值在9~11之間,這樣不僅可有效預防硫化氫腐蝕,又可同時提高鋼材疲勞壽命。

4. 金屬保護層

    在需保護的金屬表面用電鍍或化學鍍的方法鍍上Au,Ag,Ni,Cr,Zn,Sn等金屬,保護內(nèi)層不被腐蝕。

5. 保護器保護

   將被保護的金屬如鐵作陰極,較活潑的金屬如Zn作犧牲性陽極。陽極腐蝕后定期更換。

6. 陰極保護

   外加電源組成一個電解池,將被保護金屬作陰極,廢金屬作陽極。

 

涉及測試:

SSC硫化物應力腐蝕試驗
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