硫化氢环境下两种不锈钢的应力腐蚀开裂行为

用U形弯试样浸泡和慢应变速率拉伸实验研究了3Cr17Ni7Mo2SiN和00Cr22Ni5Mo3N(2205)不锈钢在硫化氢介质中的应力腐蚀开裂(SCC)行为.2205不锈钢的SCC萌生孕育期较长,在pH较低的饱和H2S溶液中具有明显的SCC敏感性,其SCC敏感性随溶液pH值的升高或H2S含量的降低而迅速降低.3Cr17Ni7Mo2SiN的SCC孕育期均低于2205不锈钢,在pH≤4.5、H2S的质量浓度≥103mg·L-1的H2S介质中均具有明显的SCC敏感性,其SCC敏感性受pH值和H2S含量变化影响较小.3Cr17Ni7Mo2SiN的SCC以沿晶裂纹萌生,扩展后转变为穿晶应力腐蚀开裂;2205不锈钢近表面处首先发生奥氏体-铁素体相间氢致开裂,并促进SCC萌生,其SCC为穿晶应力腐蚀开裂.     

H_2S对1Cr18Ni9Ti在NaCl溶液中应力腐蚀的影响

研究H_2S对1Cr18Ni9Ti在NaCl溶液中应力腐蚀的影响。通过闭塞电池法和化学分析法,用不同浓度H_2S对多种浓度NaCl溶液进行条件试验,研究表明:溶液在中性和弱碱性的范围内,由于金属表面上生成一层较稳定的FeS膜,该膜对氯化物的应力腐蚀有一定延缓作用,随着介质不断酸化,FeS膜开始溶解,当FeS膜完全溶解后,硫化物对氯化物的应力腐蚀起促进作用。     

FV520B钢在H_2S/CO_2环境下的应力腐蚀

采用慢应变速率应力腐蚀拉伸试验方法,开展了FV520B钢在模拟管道压缩机叶轮腐蚀介质环境中的高温、高压应力腐蚀开裂(SCC)研究,探讨了H2S浓度、CO2浓度、温度、压力等环境参数对FV520B钢应力腐蚀开裂的影响规律和作用机制.试验结果表明,H2S起主要腐蚀作用,应力腐蚀敏感指数随H2S浓度的增加而增大,而压力在一定范围内对应力腐蚀敏感指数影响不大.通过试样断口微观形貌观察分析,研究其应力腐蚀行为和机理,并计算不同环境参数下的应力腐蚀敏感指数,运用回归分析方法建立了FV520B钢在H2S/CO2环境中应力腐蚀敏感指数与介质浓度、温度、压力等环境参数之间的数学模型,表明H2S浓度、温度对应力腐蚀敏感指数的影响较为显著,同时,4种参数对应力腐蚀敏感指数产生交互作用.     

H2S腐蚀下钻杆材料疲劳性能研究

钻井工程中的钻杆除了长期承受轴向压力产生的疲劳损伤外,还承受着油气的腐蚀环境影响,油气开采往往大量伴生着H_2S的产生。采用旋转弯曲疲劳试验机对钻井中常用的S135材料进行疲劳试验,同时参照NACE TM0177—2005标准进行H_2S腐蚀实验,腐蚀时间分别为48 h和96 h,并对腐蚀后的试件进行疲劳试验,并分别得出了S-N曲线。用扫描电镜对疲劳破坏后的断口进行观察,得出了不同腐蚀时间下的疲劳断裂机理。腐蚀介质对试件表面粗糙度的影响占据了疲劳寿命影响的最主要的因素,且随着应力的降低表面粗糙度对疲劳寿命的分散性影响逐渐增大。     

H_2S应力腐蚀的影响因素及预防措施

介绍了硫化氢(H2S)应力腐蚀产生的条件、特点、腐蚀形态及基本类型等.从材料,环境及应力水平三个方面分析了H2S应力腐蚀的影响因素.提出了预防H2S应力腐蚀的措施,包括合理选材、焊后热处理降低焊缝及热影响区硬度,控制介质中适宜的H2S含量,加注缓蚀剂,对设备内壁进行涂层处理,采用电化学保护等.     

15MnVN与16MnR钢焊接接头在湿H_2S介质中应力腐蚀破裂敏感性的研究

文中阐述了应力腐蚀对焊接结构的危害性,采用改进型WOL试块和由北京工业大学推荐的柔度测试装置,用恒位移柔度法研究了不同合氢情况,不同轧制方向的焊接接头在湿H_2S介质中对应力腐蚀破裂的敏感性。研究结果表明,16MnR钢焊接接头较15 MnVN钢有较高的抗应力腐蚀破裂的能力。对同一种钢来说,无氢较合氢、垂直于轧制方向较平行于轧制方向的焊接接头有较高的抗应力腐蚀破裂的能力。     

油气田开发中H_2S/CO_2腐蚀研究进展

首先分别探讨了CO2腐蚀和H2S腐蚀的机理及其影响因素;进而讨论了H2S/CO2共存条件下的腐蚀机理及其影响因素,分析了国内外H2S/CO2腐蚀研究的现状和趋势,提出了油井管H2S/CO2腐蚀的防护措施,探讨了高酸性油气田腐蚀研究的热点问题及发展方向.     

油气田开发中H2S/CO2腐蚀研究进展

首先分别探讨了CO2腐蚀和H2S腐蚀的机理及其影响因素；进而讨论了H2S／CO2共存条件下的腐蚀机理及其影响因素，分析了国内外H2S／CO2腐蚀研究的现状和趋势，提出了油井管H2S／CO2腐蚀的防护措施，探讨了高酸性油气田腐蚀研究的热点问题及发展方向。     

应力腐蚀的电化学研究

应力腐蚀开裂(SCC)是一种应力与腐蚀的协同作用,它广泛存在于工业生产中。国外有人认为,保守地讲每年由于SCC所造成的材料结构破坏至少占15％以上。在与之有关的各种因素中,电化学起十分重要的作用,它是研究SCC过程的有力工具。本文就SCC研究中的电化学方面做一简单的归纳。     

一种水溶性树脂对水泥石抗CO2腐蚀性能的影响

针对苏里格区块油气田在固井过程中面临CO_2酸性气体腐蚀的难题,在分析CO_2对水泥石的腐蚀机理基础之上,设计并合成出一种水溶性树脂(WSR),将其作为一种新型防腐蚀剂以期达到提高固井水泥石抗腐蚀性能的目的。表征结果表明WSR具有酸性环境响应特性,即可在酸性环境下可形成一种连续立体网络结构;腐蚀性能评价结果表明:WSR对水泥浆基本性能无不利影响;相对于活性硅质材料,WSR可以使水泥石的腐蚀深度、力学性能衰退和微观结构破坏程度明显减小;经CO_2腐蚀35 d后,WSR水泥石腐蚀深度增加14. 60%,抗压强度衰退6. 65%,渗透率降低9. 63%,总孔隙率降低16. 31%; SEM表征WSR在遇酸水泥石表面形成一层明显的连续分布膜状物质,此膜状物质效避免了酸性介质对氢氧化钙(CH)和硅酸钙凝胶(C—S—H)的腐蚀破坏,保持了水泥石微观结构的完整性,近而提高固井水泥石的抗CO_2腐蚀性能;此外,膜状物质"屏蔽层"还可抑制酸性腐蚀介质与水泥石的脱钙反应及减缓对水泥石的淋滤冲刷作用。     

Relativity between corrosion-induced stress and stress corrosion cracking of brass in an ammonia solution

The susceptibility to stress corrosion cracking (SCC) of brass in an ammonia solution with various pH values or under various applied potentials was measured at slow strain rate tests. The additive stress in the same solution was measured using two methods. The results indicate that the variation of the susceptibility to SCC with pH value or with potential is in an excellent agreement with the corrosion (passive film or dezincification layer)-induced stress. When pH? 7, the corrosion-induced tensile stress and the susceptibility to SCC have maximum values and hardly change with increasing the pH value. However, when pH<7, both the corrosion-induced tensile stress and the susceptibility to SCC reduce rapidly with decreasing the pH value. Both the corrosion-induced tensile stress and the susceptibility to SCC have maximum values at the open-circuit potential, decrease slightly under the anodic polarization, and reduce gradually to zero under the cathodic polarization.     

硫化氢环境下氢扩散的影响因素

采用典型的电化学渗氢装置,对材料的化学成分、焊接和环境中CO2和NH4 的质量浓度、溶液的pH值对硫化氢应力腐蚀开裂中氢扩散行为的影响进行了研究.结果表明:金属中夹杂物数量、焊缝金属中空位和焊接缺陷使得氢扩散系数增加;在硫化氢环境中,氢扩散稳态电流随pH值的增加而降低,随着NH4 的质量浓度的增加而增加,且增加幅度随着pH值的增加而加大;CO2的质量浓度对氢稳态扩散电流的影响是随着pH值的变化而起着不同的作用,在低pH值条件下氢稳态扩散电流随着CO2的质量浓度增加而增加,在较高的pH值中氢稳态扩散电流随着CO2的质量浓度增加而减小.     

X80管线钢在近中性pH溶液中的应力腐蚀开裂

采用电化学动电位扫描技术、慢应变速率拉伸(SSRT)试验和扫描电镜观察研究了X80管线钢及焊接接头在NS4溶液中的应力腐蚀行为.电化学实验结果显示,X80管线钢及焊接接头在NS4溶液中的极化曲线具有典型的活性溶解特征.SSRT试验结果表明,随着外加电位的负移,断裂时间、断面收缩率、应变量都明显变小,X80管线钢及焊接接头的应力腐蚀开裂敏感性增加,应力腐蚀断口呈现穿晶准解理特征.施加相同外加电位时,焊接接头较母材的应力腐蚀敏感性增加,其断裂位置全部落在焊缝或HAZ处.     

钼对低合金钢硝酸盐体系应力腐蚀的影响

以高风温热风炉用钢的沿晶应力腐蚀开裂问题为背景,研究了Ｍｏ对低合金钢在硝酸盐溶液中的应力腐蚀行为。结果表明,低合金钢中加入合金元素将使钢中贝氏体和／或珠光体含量增大,从而提高了材料的稳定性和抗ＳＣＣ耐蚀性。提出了低合金钢／硝酸盐溶液体系的“温度－钼含量－ＳＣＣ图”。     

高含H2S/CO2介质中X60钢腐蚀产物膜分析

利用高温高压H2S反应釜进行腐蚀模拟实验,研究X60钢在高压H2S/CO2共存条件下的腐蚀规律,并利用扫描电子显微镜和X射线衍射等方法观察用分析了腐蚀产物膜的形貌和组成.在H2S/CO2分压比为1.74、H2S分压0.15～2.0 MPa条件下,腐蚀产物以硫铁化合物为主,未见碳酸亚铁,X60钢腐蚀过程由H2S控制.H2S分压较低时腐蚀产物以四方FeS1-x为主,H2S分压2.0 MPa时则出现六方FeS、六方Fe1-xS和立方FeS2.疏松的富S腐蚀产物及腐蚀产物膜局部剥落促使高H2S分压时X60钢出现明显局部腐蚀,并使全面腐蚀速率随H2S分压升高先升后降.     

Investigation of stress corresion cracking under anodic dissolution control

This review is about stress corrosion cracking (SCC) under anodic dissolution control. The section 1 is the methods distinguishing SCC controlled by anodic dissolution from those by hydrogen. The section 2 presents hydrogen-enhanced corrosion and SCC under anodic dissolution control. The section 3 demonstrates corrosion-enhanced localized plasticity and corrosion-induced deformation localization, which are the fundaments of new mechanism of SCC. The section 4 is an overview of the proposed mechanisms of SCC under anodic dissolution control. The last section proposes a new mechanism of SCC.     

Effects of applied potential on the stress corrosion cracking behavior of 7003 aluminum alloy in acid and alkaline chloride solutions

Potentiodynamic polarization tests and slow strain rate test (SSRT) in combination with fracture morphology observations were conducted to investigate the stress corrosion cracking (SCC) behavior of 7003 aluminum alloy (AA7003) in acid and alkaline chloride solutions under various applied potentials (E_a). The results show that AA7003 is to a certain extent susceptible to SCC via anodic dissolution (AD) at open-circuit potential (OCP) and is highly susceptible to hydrogen embrittlement (HE) at high negative E_a in the solutions with pH levels of 4 and 11. The susceptibility increases with negative shift in the potential when E_a is less than -1000 mV vs. SCE. However, the susceptibility distinctly decreases because of the inhibition of AD when E_a is equal to -1000 mV vs. SCE. In addition, the SCC susceptibility of AA7003 in the acid chloride solution is higher than that in the alkaline solution at each potential. Moreover, the effect of hydrogen on SCC increases with increasing hydrogen ion concentration.