容大检测成立于2008年,是一家专业第三方研究机构,我们的检测专注于金属耐腐蚀试验、金属成分分析,金属金相分析、机械性能检测、硫化氢腐蚀检测等。业贵与专,技强于精,容大检测在硫化氢腐蚀检测方面都提供科学的实验方案和强大的技术支持。
1、材料因素
在油气田开发过程中钻柱可能发生的腐蚀类型中,以硫化氢腐蚀时材料因素的影响作用最为显着,材料因素中影响钢材抗硫化氢应力腐蚀性能的主要有材料的显微组织、强度、硬度以及合金元素等等。
(1)显微组织
对应力腐蚀开裂敏感性按下述顺序升高:
铁素体中球状碳化物组织→完全淬火和回火组织→正火和回火组织→正火后组织→淬火后未回火的马氏体组织。注:马氏体对硫化氢应力腐蚀开裂和氢致开裂非常敏感,但在其含量较少时,敏感性相对较小,随着含量的增多,敏感性增大。
(2)强度和硬度
随屈服强度的升高,临界应力和屈服强度的比值下降,即应力腐蚀敏感性增加。
材料硬度的提高,对硫化物应力腐蚀的敏感性提高。材料的断裂大多出现在硬度大于HRC22(相当于HB200)的情况下,因此,通常HRC22可作为判断钻柱材料是否适合于含硫油气井钻探的标准。
油气开采及加工工业对不昂贵的、可焊性好的钢材的需要,基本上决定了研究的工作方向就是优先研制抗硫化物腐蚀开裂的低合金高强度钢。
(3)冷加工
经冷轧制、冷锻、冷弯或其他制造工艺以及机械咬伤等产生的冷变形,不仅使冷变形区的硬度增大,而且还产生一个很大的残余应力,有时可高达钢材的屈服强度,从而导致对SSCC敏感。一般说来钢材随着冷加工量的增加,硬度增大,SSCC的敏感性增强。
2. 环境因素的影响
(1)硫化氢浓度
从对钢材阳极过程产物的形成来看,硫化氢浓度越高,钢材的失重速度也越快。
对应力腐蚀开裂的影响
高强度钢即使在溶液中硫化氢浓度很低(体积分数为1×10-3mL/L)的情况下仍能引起破坏,硫化氢体积分数为5×10-2~6×10-1 mL/L时,能在很短的时间内引起高强度钢的硫化物应力腐蚀破坏,但这时硫化氢的浓度对高强度钢的破坏时间已经没有明显的影响了。硫化物应力腐蚀的下限浓度值与使用材料的强度(硬度)有关。
碳钢在硫化氢体积分数小于5×10-2mL/L时破坏时间都较长。NACE MR0175-88标准认为发生硫化氢应力腐蚀的极限分压为×10-3MPa(水溶液中H2S浓度约20mg/L),低于此分压不发生硫化氢应力腐蚀开裂。
(2)pH值对硫化物应力腐蚀的影响:
随pH的增加,钢材发生硫化物应力腐蚀的敏感性下降
pH≤6时,硫化物应力腐蚀很严重;
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