1. HIC無縫鋼管,SSCC無縫鋼管 濕硫化氫腐蝕環境下的抗氫致開裂(ANTI-HIC)無縫鋼管
HIC無縫鋼管與SSCC無縫鋼管在濕硫化氫腐蝕環境下的抗氫致開裂(ANTI-HIC)性能各有不同。
HIC無縫鋼管,指的是在腐蝕試驗中只進行抗氫致開裂檢驗,如20# (HIC)-I鋼種級別,熔煉分析要求P≤0.015、S≤0.003;成品分析要求P≤0.01,S≤0.004。
SSCC無縫鋼管,其檢驗包括氫致開裂與硫化物應力腐蝕兩個方面。例如,20# (R-HIC)-I鋼種級別,成分要求相同,但需要滿足更嚴格的成品分析標准。
常用牌號有20#(GB/T9948)、ASTM/ASME SA106GR.B、API5L(GR.B X42 X52 X56 X60 X70 X80)、GB/T9711標准中的L245、L360、L415、L450、L555等。
H2S濃度的增加會增強SSCC的敏感性,並在飽和H2S溶液中達到最高。隨H2S濃度增加,相同強度和硬度材料發生破裂所需時間縮短,臨界應力值降低。
水含量是H2S腐蝕危害的必要條件,無論在氣相還是液相中,H2S腐蝕均需水分參與。
溫度對鋼在H2S環境中的穩定性有復雜影響。常溫下20~40℃時,金屬吸入氫量最多,發生SSCC的可能性最大;超過70℃後,敏感性減弱。常溫下斷裂時間很短,嚴重時1~2 h內可能出現斷裂。
介質pH值增加時,鋼在H2S中的穩定性增強,斷裂所需時間增加。
介質中的Cl和O2對SSCC影響顯著。O2存在將加速腐蝕速度,Cl濃度較高時,腐蝕速度減緩。O2對SSCC有顯著促進作用。
上海寶鋼生產的抗硫化氫鋼管,包括不同直徑和壁厚規格,如114x9、48.3x3.68、273.1x10.97等,均具有良好的抗硫化氫腐蝕性能。
抗硫化氫材料設計上需合理控制合金元素含量,細化晶粒,採用低硬度處理工藝,減少有害元素含量,確保良好淬透性和均勻組織,提高回火穩定性,增強韌性,並消除殘余拉應力。
美國國家腐蝕工程師學會 (NACE) 標准規定,含硫化氫環境使用的鑽桿等管材最大硬度不得高於HRC22,焊接和熱影響區需進行淬火+595℃以上回火處理,對於高屈服強度鋼材還需進行淬火+回火處理以增強抗硫化物應力腐蝕開裂能力。
抗H2S腐蝕鋼材的基本要求包括合理成分設計、極低的有害元素含量、良好的淬透性和均勻組織、高回火穩定性、良好的韌性與消除殘余拉應力等。
2. 防止「氫脆」的金屬材料有哪些
防止「氫脆」的金屬材料有哪些
在濕H2S環境中開裂的類型主要有:氫鼓泡(HB)、氫致開裂(HIC)、硫化物應力腐蝕開裂(SSCC)、應力導向氫致開裂(SOHIC)。針對濕硫化氫敏感的材料主要是碳鋼和低合金鋼,影響濕硫化氫不同形式損害的最重要的因素是環境條件(pH、硫化氫含量、污染物、溫度)、材料成分(硬度、微觀結構、強度)和拉伸應力水平(殘留的或使用的)。
濕硫化氫損傷的防護措施包括:1)有效的合金覆層和塗層能保護金屬表面遭受濕硫化氫環境的損害。
2)能影響水相的pH值和/或氨或氰化物的濃度的過程變化有助於降低損害。通常的實踐是利用注水洗滌來稀釋HCN的濃度,例如在FCC氣體車間,氰化物在注入的稀聚多硫化銨作用下轉化為無害的硫氰酸鹽。注入設備需要仔細的設計。
3)使用抗HIC的鋼材將對氫鼓包和HIC損害的敏感性降到最低。詳細的材料和鍛造導則見NACE Publication 8X194。
4)SSC通常是通過預熱、焊後熱處理、焊接程序和碳含量的控制限制熱影響區和焊縫的硬度不超過200HB的方法來預防。根據服役的環境,硬度的小區域達到22HRC就具有抗SSC性能。參考NACE RP0472的附錄詳述。
5)焊後熱處理也有助於降低對SOHIC的敏感性。焊後熱處理在防止氫鼓包和HIC損害開始的方面能力有限,主要是減少殘留應力和強度水平,也可能有助於降低開裂的傳播。
6)可以使用專門的腐蝕抑制劑。
我們曾經在井下工具用過35CrMo,效果也不錯。你也可以選擇16MnR-HIC,或者另外08Cr2AIMoRE材料也是近年來開發的耐濕硫化氫腐蝕的專用鋼(板材、管材均有),它是上102的改進型,其強度、韌性、耐腐蝕性均比較好。