腐蚀基本知识（三）

(6)氢致开裂在炼油工业的汽油稳定蒸馏塔顶冷凝器及加氢脱硫装置的成品冷却器和汽提塔塔顶冷凝器、油田集输油管线,由于碳钢及低合金钢暴露在含硫化氢的环境中时,因腐蚀而生成的氢浸入钢中,局部聚集,致使在钢材轧制方向发生台阶状开裂的现象,称为氢致开裂.也有表现为氢鼓泡.     

酸性气田腐蚀环境分析及材料选择

分析了目前酸性气田的腐蚀环境及腐蚀类型,结合酸性气田的腐蚀特点,提出酸性环境用碳钢和低合金钢材料选择原则和依据标准,对酸性环境下使用碳钢和低合金钢材料质量控制措施进行描述。举例说明国外生产厂家对压力容器用钢板材料的化学成分和抗氢致开裂（HIC）和硫化物应力开裂（SSC）性能等控制措施,结合国内外酸性油气田碳钢和低合金钢材料的应用经验,对酸性气田使用的碳钢和低合金钢材料的化学成分和抗硫性能要求提出了控制措施,探讨了目前国内酸性油气田环埔停闱材料的研瘠方向弄口鹄热．     

压力容器用钢的氢腐蚀

1.绪言 进行重油脱硫或煤炭液化等的反应容器,由于在高温高压氢气的作用下,其所使用的钢材必须具有防止材质劣化的耐氢腐蚀性能。由于Cr、Mo对此是有效的,因此一般均使用Cr-Mo系低合金钢。这种氢腐蚀的特征主要是气泡(一般认为是甲烷气泡)在晶界的碳化物界面上的产生和长大。为了介绍气泡,产生和长大的微观形态,同时     

湿H_2S环境对碳钢与低合金钢压力容器选材的影响

本文针对湿硫化氢环境中碳钢与低合金钢压力容器的开裂问题进行了分析,明确了材料的抗硫化物应力开裂(SSC)和氢致开裂(HIC)试验评定对于耐硫化氢腐蚀的重要性;同时,从碳钢与低合金钢压力容器主要承压部件的选材出发,详细阐述了不同材料在化学成分、冶炼方法、热处理状态、硬度、冲击功试验、拉伸试验以及无损检测等方面技术指标的要求对于提高其抗SSC和HIC性能的影响,以便尽可能使材料满足抗SSC和HIC的试验评定要求,避免材料复验带来不必要的浪费,并为工程应用提供一定的参考。     

关于防止低合金钢厚板焊件焊缝开裂的研究

对于低合金钢厚板焊件,一般需进行中间焊后热处理,以防止发生氢裂。可是,从能源的观点和交货日期来看,这样的热处理是不经济的。为了寻找一种比较适当的热处理方法,作者使用2(1/4)Cr—1M_o 钢,对焊缝开裂的原因及其防止方法进行了一些基础研究,得到如下结果:(1)厚板焊件中在厚度方向上的扩散氢富集区恰好就在表层下面,而横向开裂往往就发生在这一区域中。(2)为了防止焊缝开裂,有效的办法是在完成焊接以后立即对焊接区进行较低温度的焊后热处理(在300℃处理30分钟,以下称为即时低温后热处理,以此来减少焊缝中的扩散氢量。     

炼油常用钢材的抗HIC性能及评价方法的研究

为了评价炼油厂常减压蒸馏装置常用钢材对氢致开裂（HIE）的敏感性和加工中东高硫油设备用钢的适用性,利用恒温腐蚀槽、超声波影像仪、测氢仪、金相显微镜和精密分析天平等手段研究了炼油厂常用的五种低合金钢（国产20G,16MnR和CF62钢,日本产CR5和SM400钢）在湿硫化氢中的腐蚀行为,重点讨论了氢致开裂和氢鼓泡问题。试验表明：五种钢材抗HIC性能从优到劣依次为CR5,16MnR,CF62,20G,SM400。对超声波影像仪（UST）探测法的实用性进行了讨论。     

高温高压临氢管线阀门开裂失效分析

对加氢裂化装置高温高压临氢管线阀门开裂失效进行了简单分析,对氢腐蚀及高温H2-H2S腐蚀机理进行了描述并提出了相应的防护措施。     

加氢反应器氢致开裂性能评价方法研究

采用高温高压气相充氢和化学充氢的方法测定回火脆化后 Ｃｒ Ｍ ｏ 钢的氢致开裂性能，并对试验结果及影响因素进行了分析，确定了更为合理的评价加氢反应器材料氢脆性能的方法。     

API X52钢在饱和H2S／CO2的NACE溶液中的应力腐蚀开裂行为

采用动电位扫描、渗氢测量、U形环试样浸泡等实验方法和SEM、EDS等表面分析技术对APIX52钢在H2S／CO2饱和的NACE标准溶液中的应力腐蚀开裂行为进行了研究。结果表明：阳极极化下无SSCC敏感电位;APIX52钢的稳态渗氢电流密度与SSCC敏感性随H^＋浓度增加而增大;自腐蚀电位下,APIX52钢的开裂机理是氢致开裂型和阳极溶解型两种机制的联合作用,阳极溶解型这种机制通过氢致开裂型起作用。     

氢陷阱与氢致开裂关系的理论综述

随着原油中含硫量的升高,炼油设备在含硫介质中的氢致开裂现象日益引起人们注意,催化吸收解析系统的氢致开裂问题,至今仍使人顾虑重重。目前,对于钢的氢致开裂现象,被普通接受的观点是氢压理论。它的机制是氢原子通过扩散进入钢中,在缺陷处沉淀出来,形成氢分子,造成氢压,氢压与缝隙中氢浓度有关,服从西佛特定律P_(H_2)=KC_(H_2)。当钢中氢浓度达到某个临界值时,氢压超过材料的屈服应力,导致材料开裂。在靠近材料的表面处,开裂以鼓泡的形式出现,而在材料内部却以裂纹的形式存在,裂纹平行于板面发生,并沿横向扩展成阶梯状。     

Incoloy 800H合金钢抗氢损伤性能研究

Incoloy 800H合金钢广泛应用于石化行业临氢设备中,其抗氢脆性能对装置安全生产至关重要。文章通过试验研究了高温高压临氢环境下、服役约100 kh的Incoloy 800H合金钢的微观组织和力学性能,并将试验结果与氢致奥氏体不锈钢损伤典型特征比较,发现长期服役在高温高压临氢工况下,氢致Incoloy 800H力学性能下降和微观组织损伤轻微,即Incoloy 800H合金钢抗氢损伤性能优良。     

Ineoloy800H合金钢抗氢损伤性能研究

Incoloy800H合金钢广泛应用于石化行业临氢设备中，其抗氢脆性能对装置安全生产至关重要。文章通过试验研究了高温高压临氢环境下、服役约100kh的Incoloy800H合金钢的微观组织和力学性能，并将试验结果与氢致奥氏体不锈钢损伤典型特征比较，发现长期服役在高温高压临氢工况下。氢致Incoloy800H力学性能下降和微观组织损伤轻微，即Incoloy800H合金钢抗氢损伤性能优良。     

抗硫碳钢管道的焊接

高含硫天然气输送管道可能出现金属氢致开裂和硫化物应力开裂。由于氢的存在致使管道的断裂韧性及材料的物理、化学及机械性能下降,在运行中容易产生管道损伤现象,从而破坏管道的安全性,影响管道的使用寿命。酸气集输管道选用合适的碳钢管材经过相应的抗硫限定和试验,再配合缓蚀剂加注、腐蚀监测等措施是完全可行的。抗硫管道除了满足力学性能以外,还必须通过标准液的抗氢致开裂和抗硫化物应力开裂试验。焊接工艺中,焊后消氢处理是工序中的重中之重,直接影响着焊口氢致开裂和硫化物应力开裂。消氢处理的温度为250～350℃,恒温时间为2 h。     

高温高压氢腐蚀研究回顾与展望(一)

综述了高温高压氢腐蚀的工业背景与研究发展历史,对高温高压氢腐蚀的评定方法和实验方法进行了概括,给出了高温高压氢腐蚀的热力学和动力学研究体系,讨论了氢蚀检测技术和有关焊接部位氢蚀研究的进展。     

加氢装置压力表弹簧管开裂原因分析

某炼油厂加氢装置高压换热器管层出口管线所安装的不锈钢耐震压力表内部弹簧管发生开裂,通过宏观观察、电镜观察、能谱分析、金相分析、氢含量分析、硬度测试、综合分析等手段,对失效样件进行了检测和分析,结果表明压力表弹簧管的开裂主要是由于工作温度较高,加上Ni和Mo含量不达标,材料奥氏体不锈钢内部含有过饱和的氢,由于氢分子不能及时逸出,在弹簧管扁圆顶部应力集中的部位,在湿硫化氢的环境下,发生的一种氢损伤,即硫化物应力腐蚀开裂。通过控制引进压力表的材质、对压力表的弹簧管需进行定氢检测、控制介质中的水含量、适度降低工作温度等措施可抑制开裂。     

压力容器器壁中的氢浓度分布的计算

氢进入金属材料中会引起金属材料的内部损伤。氢进入大型锻件中引发发裂（Shatter Cracks）;氢进入钛金属材料中使钛材氢化,可能引起火灾;在加工含硫原油的工艺过程中,湿硫化氢腐蚀过程中产生的氢原子进入钢材中,会引发硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）,氢致开裂（HIC）和硫化物诱导氢致开裂（SOHIC）等内部损伤;在高温和高压临氢环境中,氢分子裂解为氢原子进入钢材中会引发氢侵蚀（HA）等多种类型的内部损伤。氢损伤主要是金属材料硬化、脆化和内部损伤,是氢进入金属材料中降低了金属的流变性。压力容器安全的关注点是氢如何进入金属材料中且其分布状态如何。根据菲克第一定律,建立了求取关键参数的方程（6）。借助试差法求得不同器壁厚度情况下的真实值,计算出所需的氢浓度及器壁中的氢浓度分布状态。最后简单地评价了膏屡拍作用．     

高温高压氢腐蚀研究回收与展望（一）

综述了高温高压氢腐蚀的工业背景与研究发展历史，对高温高压氢腐蚀的评定方法和实验方法进行了概括，给出了高温高压氢腐蚀的热力学和动力学研究体系，讨论了氢蚀检测技术和有关焊接部位氢蚀研究的进展。     

高温高压氢腐蚀研究回顾与展望(二)

综述了高温高压氢腐蚀的工业背景与研究发展历史，对高温高压氢腐蚀的评定方法和实验方法进行了概括，给出了高温高压氢腐蚀的热力学和动力学研究体系，讨论了氢蚀检测技术和有关焊接部位氢蚀研究的进展。     

高温高压高酸性油气井用尾管顶部封隔器关键技术研究

针对尾管顶部封隔器在高温高压高酸性油气井环境中易腐蚀失效导致环空带压等问题,开展了封隔器耐温、耐压、耐腐蚀关键技术研究。根据尾管顶部封隔器各部件的特点及高温高压高酸性油气井对其性能的需求,进行了合理的选材,采用浸泡试验、应力腐蚀试验和电化学测试等方法评价了主要金属材料的均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂性能及电偶腐蚀风险;测试了所选橡胶材料的耐温、耐压和耐腐蚀性能。试验发现,镍基合金718具有良好的抗均匀腐蚀、点蚀和应力腐蚀开裂的性能,可作为封隔器的主要金属材料;13Cr不锈钢和低合金钢与镍基合金718偶接使用时电偶腐蚀速率较小,可以作为主要的辅助材料;改性的四丙氟橡胶材料在150℃、H2S分压3.5 MPa、CO2分压3.0 MPa环境下腐蚀96 h后力学性能保持率均在90%以上,用其加工的封隔器胶筒在高酸性腐蚀环境下具有良好的气密封性能。采用上述材料制备的尾管顶部封隔器在元坝10-3井进行了现场试验,结果显示该封隔器性能可靠,表明选材合理。研究认为,改进后的尾管顶部封隔器是解决高温高压高酸性油气井环空带压等问题的有效手段。      

LPG碱洗罐人孔法兰开裂失效分析

通过对开裂的液化石油气碱洗罐人孔法兰进行材料理化检验和断口分析认为 ,法兰失效是由于介质中的硫化氢引起的氢诱导开裂和应力导向氢致开裂所致 ,材料中大量的MnS夹杂物对裂纹的形成和扩展起了促进作用。