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硫化氢腐蚀的影响因素
2013-11-13 09:07:41
 

硫化氢对井下工具的腐蚀程度由材料因素和环境因素影响。其中又以材料因素的影响最为显著。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。

⑴ 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。  

(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可作为判断材料是否适合于含硫油气井钻探的标准。

⑶ 合金元素及热处理:

有害元素:Ni、Mn、S、P; 有利元素:Cr、Ti 

碳(C):增加钢中碳的含量,会提高钢在硫化物中的应力腐蚀破裂的敏感性。

镍(Ni):提高低合金钢的镍含量,会降低它在含硫化氢溶液中对应力腐蚀开裂的抵抗力。原因是镍含量的增加,可能形成马氏体相。所以镍在钢中的含量,即使其硬度HRC<22时, 也不应该超过1%。含镍钢之所以有较大的应力腐蚀开裂倾向,是因为镍对阴极过程的进行有较大的影响。在含镍钢中可以观察到最低的阴极过电位,其结果是钢对氢的吸留作用加强,导致金属应力腐蚀开裂的倾向性提高。。

铬(Cr):一般认为在含硫化氢溶液中使用的钢,含铬0.5%~13%是完全可行的,因为它们在热处理后可得到稳定的组织。不论铬含量如何,被试验钢的稳定性未发现有差异。也有的文献作者认为,含铬量高时是有利的,认为铬的存在使钢容易钝化。但应当指出的是,这种效果只有在铬的含量大于11%时才能出现。

⑷ 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。 

 


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