L415/N08825复合管硫化物应力腐蚀开裂及失重腐蚀研究

为了研究复合管的耐蚀性能,对L415/N08825复合管母材及焊缝在H_2S/CO_2环境中,进行了抗硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验和不同压力下的高温高压失重腐蚀试验研究。720 h硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验结果显示,3个试样均未发生断裂,在10倍放大镜下观察所有试样表面均未发现裂纹;不同压力失重腐蚀试验结果显示,L415/N08825复合管复层母材和焊缝试样的平均腐蚀速率较小,试样表面均未观察到明显的腐蚀痕迹。研究结果表明,试验用L415/N08825复合管母材与焊缝耐蚀性良好。     

L245NS抗硫化氢腐蚀管材的焊接工艺

新疆哈拉哈塘油田二期产能建设工程地面输气管道含有H2S,为了避免地面输气管道发生硫化物应力腐蚀开裂(SSC)事故,分析了硫化物应力腐蚀开裂的特征及其影响因素,最终选用L245NS作为管道钢。对L245N2管材的焊接工艺及焊缝的力学性能、抗氢致裂纹(HIC)及抗硫化物腐蚀开裂性能(SSC)进行研究。对L245NS管材焊接选用的填充材料、坡口型式、焊接工艺参数、焊接操作、焊后热处理、焊缝质量检验等内容进行了研究。焊缝外观检验、无损检测、焊缝力学性能及抗硫化物应力腐蚀性能试验、抗氢致开裂试验结果表明选用的焊接工艺能够满足设计质量要求。最后通过工程施工的检验,其焊接质量得到了有效验证。     

液化气球罐裂纹分析及处理

针对液化气球罐检验中发现的表面裂纹,分析了裂纹成因是湿硫化氢应力腐蚀,由湿硫化氢引起腐蚀开裂的形式包括氢鼓泡(HB)、氢致开裂(HIC)、硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)和应力导向氢致开裂(SOHIC),论证了氢致裂纹较易于硫化物应力腐蚀裂纹发生,氢致裂纹产生后,在随后的高应力作用下,转化为硫化物应力腐蚀裂纹。裂纹打磨消除后通过安全评定避免对球罐进行补焊处理,在球罐内表面喷涂稀土合金防腐层,有效地解决了湿硫化氢应力腐蚀问题。     

120 ksi高强度小油管应力腐蚀性能研究

对采用高强度卷板、高频焊焊接（HFW）工艺开发的120 ksi钢级小油管,开展了母材和焊缝的理化性能、氢致开裂、应力腐蚀等试验分析研究。结果表明：120 ksi小油管样品理化性能控制较好,但氢致开裂试验均出现大量裂纹,其裂纹敏感率、裂纹长度率、裂纹厚度率均较高,同时管材抗应力腐蚀性能较差,样管在66%σs应力加载下出现大量裂纹或断裂,表明普通120 ksi强度级别的油管无法满足抗硫化氢腐蚀要求。     

原油储罐出现裂纹的原因分析

钢制的高硬度化工设备的硫化物应力腐蚀开裂的敏感性很大,焊缝和热影响区通常存在较高的硬度和较高的残余应力,高残余拉应力会使硫化物应力腐蚀开裂的敏感性增加。文中针对某石化公司原油储罐产生的裂纹进行了电镜和硬度检验,对出现裂纹的原因进行分析,确定了该储罐的开裂属于硫化物应力腐蚀开裂。     

油田管道应力腐蚀断裂成因分析

油田管道发生断裂失效,运用宏观分析、微观分析、裂纹扩展分析、形貌分析、微区成分分析、X射线衍射分析和力学性能分析,进行管道断裂失效分析,明确了管道断裂成因;测试结果表明,断裂裂纹沿环向开裂,管道轴向受力大于环向受力,并且裂纹断裂方向与最大拉应力方向垂直;同时,套管未发生颈缩和腐蚀减薄,而且断口平整,断裂属于脆性断裂。断裂扩展区具有典型的河流花样微观特征,属于准解理穿晶断口;套管裂纹由套管内表面向外部延伸,并且裂纹扩展呈树枝状,其裂纹特征符合硫化物应力腐蚀断裂特征。综上所述,该油管断裂由硫化物应力腐蚀开裂导致,裂纹起裂于油管上的缺陷处,该处的应力集中萌生腐蚀开裂裂纹。     

乙二醇反应器泄漏原因分析

某乙二醇装置板材材质为SA543的列管式反应器运行20个月后,其下部环焊缝出现了裂纹,导致蒸汽泄漏。后对出现裂纹的焊缝部位取试样进行了化学成分、金相分析、硬度检测、应力腐蚀开裂敏感性分析等相关试验。试验结果表明,化学成分满足要求;硬度值偏高;金相分析发现试件A有3处裂纹和1处焊接缺陷,其中一条裂纹长约6.5 mm(裂纹1)、另一条长约10.5 mm(裂纹2),能谱分析微区成分主要为氧和铁元素,局部有磷元素存在。同时分析了反应器焊缝出现裂纹的原因,认为反应器焊缝裂纹是由于应力腐蚀引起的,除了磷酸三钠除垢剂、焊接残余应力等因素外,焊接缺陷和焊接接头的高硬度对应力腐蚀开裂也有一定的影响。用SA345制造水冷却器时,应进行焊后热处理并停止使用磷酸三钠除垢剂。     

加氢装置中低温湿H2S环境下操作的设备选材

当钢暴露在湿H_2S环境中有两种开裂形式,一种是发生在压力容器高强度钢材上的硫化物应力腐蚀开裂(SCC);另一种形式称为氢诱导开裂(HIC和SOHIC)。因此,按过去多年的常规作法,仅控制钢材及焊缝热影响区的硬度不是防止H_2S引起裂纹的保证和必要条件。通过喷钙处理改变夹杂物形状和提高钢材纯净度是目前抗氢诱导裂纹常用的两种方法。     

温度对超级13Cr油管钢慢拉伸应力腐蚀开裂的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)应力腐蚀开裂试验方法,通过σ-ε曲线和SEM等分析了超级13Cr油管钢抗拉强度、延伸率、断裂时间、应力腐蚀开裂敏感性指数(kscc)和断口形貌;研究了温度对其在3.5%NaCl溶液中应力腐蚀开裂(SCC)的影响。结果表明:当温度<60℃时应力腐蚀的程度较轻;当温度>80℃时应力腐蚀的程度严重;随温度的升高,超级13Cr油管钢的抗拉强度降低,延伸率减小,断面收缩率减小,断裂时间减小,应力腐蚀开裂的倾向性增大,应力腐蚀开裂敏感性指数kσ和kε均呈现增大的趋势,且kε比kσ增大的趋势更显著;温度对超级13Cr油管钢的塑性变形性的影响比对抗拉强度的影响更大。     

L360管焊缝的耐蚀性能

模拟高酸性气田集输系统条件,通过电化学腐蚀失重、氢致开裂和硫化物应力开裂试验对L360管道焊缝进行了耐蚀性研究。结果表明,添加缓蚀剂前后焊缝的腐蚀速率分别为0．437mm／a和0．102mm／a,腐蚀产物包括FeC03,FeS,FeO（OH）和FeO,焊缝没有出现氢致开裂和硫化物应力开裂,但发现少许氢鼓泡。     

X100管线钢冷裂纹敏感性研究

采用插销试验方法研究了埋弧焊条件下X100管线钢热影响区的冷裂纹敏感性及断口特性.试验结果表明,X100管线钢在不预热条件下对冷裂纹不敏感,临界断裂应力σcr为823.5 MPa,与其抗拉强度Rm (823 MPa)相当,可在不预热条件下焊接.当拘束应力继续增大时,发生时效断裂,断口性质为典型的氢致延迟断裂.X100级...     

20号钢管焊接接头硫化物应力腐蚀敏感性试验

通过C型环试样应力腐蚀敏感性试验,评定了不同焊条焊接20号钢管在硫化氢介质中的应力腐蚀开裂的敏感性以及焊后热处理对SSCC的影响。实验结果表明：J422焊条焊接的焊接接头比J507焊条焊接的抗SSCC性能好,焊后热处理可以降低SSCC敏感性。     

φ127 mm×9.19 mm S135钻杆管体断裂失效分析

对油井钻杆管体断裂事故进行综合研究,用磁粉探伤、扫描电镜和金相显微镜等对断裂钻杆样品进行分析,发现钻杆纵断口的周向裂纹众多,横断口的硫化物含量明显高于附近基体金属区,裂纹具有明显H2S应力腐蚀开裂特征.综合钻杆使用情况和试验分析结果,认为钻杆断裂属硫化氢应力腐蚀断裂,指出钻杆选用抗硫化氢材料及其再次使用前的存放等问题.     

埋地天然气管道断裂故障诊断分析

埋地天然气管道在使用过程中环焊缝处由于各种原因容易产生裂纹,导致管道失效。对某天然气管道的开裂段取样,进行宏观形貌检查、微观断口分析及化学成分检测。结果表明,断裂管段材料中Cr含量较标准要求值偏低,且开裂位置存在未焊透缺陷是天然气管道开裂的主要原因。有限元分析结果表明,管道材料在应力载荷及腐蚀的共同作用下,管道环焊缝未焊透处将产生裂纹．该裂纹会随时间增加而不断扩展,最终导致管道失效。建议在管道的实际运行过程中,要加强监测并做好预警措施,避免因泄漏导致事故的发生。     

基于应变的高钢级管道环焊缝适用性评价

现行管道设计标准大多遵循传统的基于应力的设计准则,当管材出现屈服和应变强化时,基于应力的设计准则便不再适用。为了有效开展基于应变的高钢级管道环焊缝适用性评价,需要解决驱动力的应变表征和失效准则确定两个关键问题。通过对含环焊缝根部裂纹的高钢级管道进行有限元分析,得到基于应变的裂纹扩展驱动力,研究了缺陷尺寸、强度匹配及压力等因素对环焊缝应变能力的影响;对比分析了两种管道环焊缝断裂失效准则并明确其适用性。分析结果表明：缺陷尺寸不仅影响裂纹扩展阻力,而且影响裂纹扩展的驱动力,裂纹深度较长度对基于应变裂纹驱动力的影响更为明显;高匹配焊接的环焊缝具备更强的应变能力,承载能力也相应增强;错边和变壁厚等根部不连续会削弱环焊缝的承载能力;基于裂纹失稳扩展失效准则评价的是极限应变能力,对环焊缝的断裂韧度要求很高,建议选择基于断裂韧度准则的评价方法。所得结论可为高钢级管道环焊缝应变能力评估提供技术参考。     

L360QS管道环焊缝泄漏失效分析

利用力学性能分析、X射线探伤和微观组织分析等研究方法对L360QS管道环焊缝的泄漏原因进行了系统研究和分析。射线检测结果表明相邻未失效环焊缝未发现有超标缺陷;失效环焊缝除开裂部分外,未发现有超标缺陷。理化性能检测结果表明母材及环焊缝符合标准要求。裂纹从环焊缝根焊部位起裂,沿着靠近直管一侧的熔合线扩展,焊缝根焊部位附近有氧化物存在。裂纹由环焊缝根焊部位起裂,向外壁辐射扩展,属于脆性断裂,断口处存在硫化物和氧化物,为H2S应力腐蚀开裂所引起的管道失效。     

穿越河流管道环焊缝裂纹缺陷安全性研究

穿越河流管道容易发生裸露悬空，管道的环焊缝是薄弱环节，极易发生断裂失效。为了保障穿越河流天然气长输管道环焊缝安全性，以某穿越河流输气管道悬跨段为研究对象，分析悬跨段管道所受复杂应力情况，建立管道局部悬跨段及管土相互作用的简化力学模型；基于非线性有限元法，创新性地使用连接器建立管土非线性耦合单元，建立穿越河流含裂纹缺陷管道环焊缝模型，得到悬跨管道的应力、应变等分布情况和以J积分为表征的裂纹驱动力，并结合BS 7910-2019《金属结构中缺陷可接受性评估方法指南》验证其准确性；在此基础上，考虑管道屈服强度、焊缝匹配系数、内压及土壤承载力参数，采用单因素敏感性分析法，识别各参数条件对管道J积分的影响规律，得到影响管道环焊缝裂纹起裂的关键因素。研究结果可为复杂应力作用下穿越河流管道环焊缝安全运行提供参考。     

炼油设备中的湿硫化氢腐蚀(2)

本文第(2)部分阐述硫化物应力腐蚀、氢诱导以及应力向氢诱导等3种开裂形式;从钢材的强度等级和化学成分、焊缝的硬度值、H_2S浓度、应力植水平和使用年限等方面分析了温硫化氢对压力容器开裂的影响;最后对限制焊缝硬度值、控制焊缝化学成分、焊后热处理以及湿硫化氢应力腐蚀开裂形成的条件等问题进行了讨论.     

X100管线钢环境致裂敏感性评估

对X100管线钢母材及模拟焊缝热影响区（HAZ）的显微组织环境致裂（EAC）敏感性进行了研究分析,在75 ℃温度下的1%NaHCO₃+0.5%NaCO₃溶液中进行慢应变速率试验,试验电位为－500～－1 100 mV,对比得到X100管线钢与模拟焊缝热影响区显微组织的敏感性。结果表明,热处理影响管线钢对环境致裂的抵抗力。阳极电位的应力腐蚀开裂是晶间开裂,当靠近－890 mV的自然腐蚀电位时变为穿晶开裂。晶间应力腐蚀开裂比穿晶应力腐蚀开裂发生的电位偏向阳极,阴极电位穿晶氢脆的增长率高达1.4×10^-5 mm/s,二次开裂较少。     

S-Zorb烟气管线弯头焊缝失效分析

介绍了S-Zorb烟气管线弯头焊缝腐蚀开裂情况,对开裂部位进行了外观检查发现弯头断裂失效部位在焊缝附近区域,内壁裂纹清晰,有多处二次裂纹产生。对弯头开裂部位取样,利用电镜扫描、电子能谱等技术对失效焊缝样品进行化学组成和金相热力学分析。在装置停工期间,生成连多硫酸,导致管线焊接处内壁出现晶间腐蚀,并在应力作用下发生应力腐蚀开裂,形成自内壁向外壁的扩展裂纹,最终导致弯头的腐蚀开裂失效。从这些现象可以得出管线失效的主要原因是典型的奥氏体不锈钢在连多硫酸中发生沿晶应力腐蚀开裂。文章对材质的选择以及停工过程中如何防止应力腐蚀开裂提出了建议。