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首页(yè) > 公(gōng)司動(dòng)态

無縫管(guǎn)材料的(de)抗氫致(zhì)裂紋

2021/9/22 11:48:32 2138

無縫管(guǎn)線(xiàn)管(guǎn)主(zhǔ)要(yào)用(yòng)于(yú)井口(kǒu)附近輸送高(gāo)压油(yóu)气(qì)。随着硫化(huà)氫腐蝕問(wèn)題(tí)的(de)日(rì)益嚴重(zhòng)，抗硫無縫管(guǎn)線(xiàn)管(guǎn)的(de)研制迫在(zài)眉睫，而(ér)抗硫性(xìng)能(néng)的(de)好(hǎo)壞是(shì)關(guān)鍵。探讨了影響抗氫致(zhì)裂紋（HIC）性(xìng)能(néng)的(de)介質(zhì)與(yǔ)材料因(yīn)素，認为(wèi)Cu、Ni的(de)加入(rù)可(kě)以(yǐ)提(tí)高(gāo)無縫管(guǎn)線(xiàn)管(guǎn)材料的(de)HIC性(xìng)能(néng)，降低(dī)鋼(gāng)中(zhōng)的(de)S含量，经噴矽鈣粉處(chù)理(lǐ)還(huán)可(kě)降低(dī)氫鼓泡的(de)敏感(gǎn)性(xìng)。

随着石(dàn)油(yóu)和(hé)天(tiān)然气(qì)開(kāi)采的(de)日(rì)益深入(rù)，開(kāi)采条(tiáo)件(jiàn)复雜且處(chù)于(yú)含硫环(huán)境的(de)油(yóu)气(qì)井越来(lái)越多(duō)，硫化(huà)氫腐蝕問(wèn)題(tí)非(fēi)常尖銳。近年(nián)来(lái)，國(guó)內(nèi)外(wài)对(duì)抗硫無縫管(guǎn)線(xiàn)管(guǎn)的(de)需求不斷增加。無縫管(guǎn)線(xiàn)管(guǎn)主(zhǔ)要(yào)用(yòng)于(yú)井口(kǒu)附近輸送高(gāo)压油(yóu)气(qì)，是(shì)采用(yòng)無縫管(guǎn)生(shēng)産方(fāng)式制造的(de)沒(méi)有(yǒu)焊縫的(de)鋼(gāng)管(guǎn)。本(běn)文(wén)拟对(duì)抗硫無縫管(guǎn)線(xiàn)管(guǎn)的(de)研制作(zuò)一(yī)讨論。

1 試验(yàn)方(fāng)法(fǎ)
根(gēn)據(jù)ISO3183标(biāo)準，采用(yòng)浸入(rù)法(fǎ)，在(zài)實(shí)验(yàn)室(shì)冶炼7爐1 t鋼(gāng)錠，经过鍛造、穿孔、顶管(guǎn)及张(zhāng)減制造成(chéng)管(guǎn)，在(zài)鋼(gāng)管(guǎn)上(shàng)截取(qǔ)20 mm×100 mm×5 mm闆厚或(huò)管(guǎn)厚試樣(yàng)，将其(qí)浸入(rù)按标(biāo)準规定(dìng)配置的(de)溶液中(zhōng)，96 h後(hòu)取(qǔ)出(chū)並(bìng)垂直(zhí)軋向取(qǔ)截面(miàn)，用(yòng)金(jīn)相法(fǎ)計(jì)算3个(gè)参量（裂紋长(cháng)度(dù)率CLR、裂紋厚度(dù)率CTR、開(kāi)裂敏感(gǎn)率CSR），以(yǐ)此来(lái)比較抗氫致(zhì)裂紋（HIC）敏感(gǎn)性(xìng)。

2 影響HIC性(xìng)能(néng)的(de)因(yīn)素

2.1 介質(zhì)因(yīn)素

1） pH值。大(dà)量的(de)研究結果(guǒ)表(biǎo)明(míng)，在(zài)pH为(wèi)1～6的(de)範圍內(nèi)，氫鼓泡的(de)敏感(gǎn)性(xìng)随pH的(de)增加而(ér)降低(dī)，當pH＞6时(shí)，則不发生(shēng)氫鼓泡［1］。
2） H2S濃度(dù)。硫化(huà)氫的(de)濃度(dù)愈高(gāo)，則氫鼓泡的(de)敏感(gǎn)性(xìng)愈大(dà)。
3）氯離子。在(zài)pH 值为(wèi)3.5～4.5 的(de)範圍內(nèi)，Cl-的(de)存在(zài)，使腐蝕速度(dù)增加，氫鼓泡的(de)敏感(gǎn)性(xìng)增加。
4）温(wēn)度(dù)。25℃时(shí)CLR，氫鼓泡的(de)敏感(gǎn)性(xìng)。低(dī)于(yú)25℃时(shí)，升(shēng)温(wēn)使腐蝕反(fǎn)應(yìng)及氫擴散(sàn)速度(dù)加快(kuài)，從而(ér)氫鼓泡的(de)敏感(gǎn)性(xìng)增加。而(ér)高(gāo)于(yú)25℃以(yǐ)後(hòu)，由(yóu)于(yú)H2S濃度(dù)的(de)下(xià)降，反(fǎn)而(ér)使氫鼓泡的(de)敏感(gǎn)性(xìng)下(xià)降。
5）时(shí)間(jiān)。試验(yàn)采用(yòng)96 h作(zuò)为(wèi)对(duì)比，一(yī)般情(qíng)況下(xià)随試验(yàn)时(shí)間(jiān)的(de)增加，腐蝕程度(dù)趋向嚴重(zhòng)。

2.2 材料因(yīn)素

2.2.1 化(huà)學(xué)成(chéng)分(fēn)的(de)影響
在(zài)實(shí)验(yàn)室(shì)冶炼了一(yī)轮根(gēn)據(jù)不同(tóng)級别設計(jì)的(de)鋼(gāng)种，具體(tǐ)成(chéng)分(fēn)見(jiàn)表(biǎo)1，並(bìng)对(duì)其(qí)進(jìn)行HIC浸泡試验(yàn)。從浸泡後(hòu)的(de)試樣(yàng)表(biǎo)面(miàn)觀察，B2、B6、B7的(de)鼓泡面(miàn)積明(míng)顯多(duō)于(yú)B9、B10，裂紋敏感(gǎn)性(xìng)指标(biāo)結果(guǒ)見(jiàn)表(biǎo)2。從表(biǎo)2 可(kě)看(kàn)出(chū)，B2、B6、B7 的(de)抗HIC 性(xìng)能(néng)明(míng)顯劣于(yú)B9、B10。表(biǎo)1 中(zhōng)B2、B6、B7 鋼(gāng)种不含Cu、Ni，而(ér)B9、B10 鋼(gāng)种則含有(yǒu)Cu、Ni。由(yóu)此可(kě)見(jiàn)，Cu、Ni 的(de)加入(rù)，使腐蝕産物(wù)在(zài)鋼(gāng)的(de)表(biǎo)面(miàn)形成(chéng)了保護膜，抑制了表(biǎo)面(miàn)的(de)腐蝕反(fǎn)應(yìng)，從而(ér)降低(dī)氫的(de)逸出(chū)，減少(shǎo)了氫從环(huán)境中(zhōng)進(jìn)入(rù)鋼(gāng)的(de)基體(tǐ)，降低(dī)氫鼓泡敏感(gǎn)性(xìng)，增加了抗HIC 的(de)性(xìng)能(néng)，这(zhè)與(yǔ)Oriani 的(de)研究結果(guǒ)［2］非(fēi)常吻合，而(ér)且Oriani 還(huán)指出(chū)只(zhī)有(yǒu)加入(rù)0.2 %的(de)Ni 及大(dà)于(yú)0.2 %的(de)Cu才能(néng)産生(shēng)效果(guǒ)。

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