应力比对S135钻杆钢腐蚀疲劳行为的影响

利用疲劳试验机和扫描电镜研究了在弱碱性介质(质量分数为3.0%的KCl溶液)中不同应力比R(0.1,0.3,0.5,0.7)对S135钻杆钢腐蚀疲劳行为的影响,并得到了该钻杆钢腐蚀疲劳裂纹扩展表达式和疲劳裂纹临界撕裂点的应力强度因子幅值ΔK与R的关系式。结果表明:随着R的增大,试样裂纹扩展临界撕裂点和最终撕裂点对应的ΔK逐渐减小(R和临界撕裂点的ΔK值之间呈明显的线性关系),试样的腐蚀疲劳裂纹扩展速率增大,腐蚀疲劳相对寿命减小,裂纹开裂由疲劳条带扩展机制转化为解理扩展机制。     

S135钻杆钢的单轴疲劳性能对比

通过疲劳试验测定了S135钻杆钢在单轴对称拉-压和扭-转加载条件下的疲劳寿命,应用回归分析方法得到了单轴疲劳寿命的定量公式,并对疲劳断裂的机制进行了分析。结果表明:在双对数坐标中,疲劳寿命与有效应力幅呈良好的直线关系;扭-转疲劳极限与拉压疲劳极限之比为0.682;拉-压加载和扭-转加载下的裂纹均萌生于试样表面;拉-压疲劳试样的裂纹扩展以疲劳条带为主要特征;扭-转疲劳试样的裂纹扩展以剪切型涟波花样为主要特征。     

35CrMo钢在酸性H_2S环境中的应力腐蚀行为与机理

通过模拟油田井下低浓度H2S的工作环境,采用电化学技术研究35CrMo钢在不同pH的H2S溶液中的腐蚀行为,通过慢应变速率拉伸试验和U形弯试样浸泡试验研究35CrMo在不同pH和温度条件下的H2S介质中的应力腐蚀开裂行为与机理。结果表明,35CrMo钢在酸性H2S环境下SCC敏感性较高,随着介质的pH降低,35CrMo钢的应力腐蚀敏感性增加,腐蚀速率加快。pH降低能够较大地促进35CrMo钢阴极过程的进行,导致腐蚀速率和充氢电流密度均相应增大,从而导致局部阳极溶解作用和氢脆作用增大。在温度为15~90℃,35CrMo钢应力腐蚀敏感性不同,35℃和90℃条件下的应力腐蚀敏感性大。在酸性H2S环境下35CrMo钢的应力腐蚀机制是以氢脆为主,阳极溶解为辅的协同机制。     

FV520B钢在湿H_2S+Cl~-环境中的腐蚀疲劳性能

针对离心压缩机叶轮叶片疲劳寿命研究的需要,考虑到服役环境对疲劳寿命的影响,开展叶轮典型材料FV520B钢在湿H_2S+Cl~-环境中的腐蚀疲劳试验研究,结合断口形貌观察分析其疲劳失效机理,建立疲劳寿命预测模型。结果表明,FV520B钢在湿H_2S+Cl~-环境中的疲劳性能相较于大气环境大幅下降,并随着环境中H_2S浓度升高而下降;随着应力幅值降低,介质中的H_2S对疲劳性能的影响逐渐显现并随应力幅值降低而增大。疲劳断口形貌观察表明,试样表面存在点蚀坑,疲劳裂纹在点蚀坑处萌生并扩展。最后,在点蚀演化寿命预测模型的基础上,结合氢对疲劳演化过程的影响,建立考虑应力及腐蚀介质共同作用的疲劳寿命预测模型,预测结果与试验数据吻合较好。该模型可为湿H_2S+Cl~-环境下材料的疲劳寿命预测提供基础支持。     

30CrMo钢在H_2S和H_2O介质中的腐蚀行为研究

采用动电位极化技术和化学浸泡法研究30CrMo钢在H_2S和H_2O的腐蚀行为,并用扫描电镜(SEM)观察腐蚀表面形貌。结果表明:30CrMo钢在H_2S和H_2O的介质中会出现腐蚀。该钢在腐蚀初期的腐蚀速率较快,富集H_2S不仅促进初生蚀孔自身长大外,还会在蚀孔内壁形成核并产生新的腐蚀小孔。     

某井S135钢级钻杆腐蚀失效原因

某井S135钢级钻杆在钻进约2 395 m时发生腐蚀失效。采用宏观形貌、断口形貌观察,显微组织分析,化学成分、硬度、腐蚀产物成分测试对其失效原因进行了分析。结果表明:该钻杆的失效方式为腐蚀疲劳失效,钻杆内壁的氧含量偏高及内壁加厚过渡带区域存在应力集中,导致加厚过渡带区域发生严重点蚀,点蚀坑底部萌生疲劳裂纹并扩展,最终钻杆失效;建议使用内壁带防腐涂层的钻杆,并在钻井液中添加缓蚀剂,降低溶解氧对内壁的腐蚀作用,同时优化井深结构,减缓内壁加厚过渡带区域的应力集中。     

温度对T95钢在H_2S/CO_2环境中腐蚀行为的影响

利用自制高温高压釜模拟了油井筒中H_2S/CO_2环境,在温度30~150℃、H_2S/CO_2气相和模拟地层水液相中对T95油管钢进行了腐蚀试验,研究了温度对该钢腐蚀速率的影响,并分析了腐蚀产物的形貌和物相组成。结果表明:当温度为30~120℃时,T95钢在气相和液相中的腐蚀速率均随温度的升高先增后降,且均在90℃时达到峰值,分别为0.882,1.096mm·a~(-1),当温度高于120℃时,液相中的腐蚀速率缓慢增大而气相中的缓慢减小;随着温度的升高,气相中的腐蚀产物逐渐由片状变成块状并堆积在一起,液相中的则由絮状沉积变成团簇状堆积;腐蚀产物由铁、硫、氧等元素组成,腐蚀速率与腐蚀产物膜中硫含量成反比、与氧含量成正比,硫铁化合物对腐蚀起到了阻碍作用。     

铁镍基合金925在含硫、H_2S和CO_2盐溶液中的腐蚀行为

在150℃含硫、H_2S和CO_2的盐溶液中,对铁镍基合金925分别进行了均匀腐蚀和四点弯梁应力腐蚀试验,分析了腐蚀后的形貌和腐蚀产物组成,研究了腐蚀反应机理。结果表明:均匀腐蚀试验360h后,铁镍基合金925表面有明显的局部腐蚀现象,计算所得的均匀腐蚀速率约0.37mm·a~(-1),腐蚀产物主要由铁、镍和硫组成,单质硫的加入是合金发生局部腐蚀的主要原因;应力腐蚀试验1 080h后,该合金没有出现应力腐蚀开裂,腐蚀产物含有大量氧元素,说明有较多的H_2O或OH~-参与了腐蚀反应。     

夹杂物尺寸与S135钻杆钢疲劳强度的相关性

对S135钻杆钢进行了旋转弯曲疲劳试验,研究了其疲劳性能,分析了夹杂物对疲劳性能的影响;利用光学显微镜测得不同视场下钢中最大夹杂物的直径,利用Murakami模型预测得到试样的疲劳强度,并与试验结果进行了对比。结果表明:疲劳裂纹源位于试样表面或次表面的复杂氧化铝夹杂物处,由升降法测得的疲劳强度为541.87 MPa;利用Murakami模型计算得到的疲劳强度与试验值的相对误差最大为5.62%,Murakami模型计算的准确性较高。     

定向钻穿越S135钢级钻杆的断裂分析

为查明某定向钻穿越S135钢级钻杆断裂的原因,对失效钻杆的断口形貌、化学成分、力学性能和微观组织进行了分析,并运用断裂力学理论进行了相关计算。结果表明:失效钻杆的断裂性质属于脆性断裂;钻杆在生产过程中,管体加厚过渡带外表面存在横向淬火裂纹,使用时裂纹尖端形成了较大的应力集中,当裂纹尖端实际受到的应力大于裂纹发生失稳扩展的临界应力时,钻杆便发生断裂失效。     

湿H_2S及Cl~-环境下FV520B不锈钢的应力腐蚀行为研究

采用慢应变速率拉伸试验研究了FV520B马氏体沉淀硬化不锈钢在湿H_2S、NaCl及湿H_2S+NaCl腐蚀环境下的应力腐蚀开裂敏感性,并讨论了介质浓度对应力腐蚀行为影响。结果表明:FV520B钢在湿H_2S+NaCl环境中的应力腐蚀敏感性最大,随H_2S浓度升高,FV520B钢抗拉强度和断后延伸率降低,应力腐蚀敏感性增大。FV520B钢在湿H_2S+NaCl腐蚀环境的恒位移加载应力腐蚀试验表明:湿H_2S+NaCl腐蚀介质能够显著降低FV520B钢的断裂韧性,随H_2S浓度升高,应力腐蚀临界应力强度因子KISCC减小;试样断口形貌分析表明,在湿H_2S+NaCl腐蚀介质中SCC试样断口呈准解理形貌,为氢脆型应力腐蚀开裂,Cl-具有一定的诱导促进作用。     

高温高压下20钢和13Cr钢在不同含量甲酸-CO_2环境中的腐蚀行为

采用腐蚀失重测试、腐蚀产物分析等方法,研究了20钢和13Cr钢在模拟油井管道环境(甲酸与CO_2共存,100℃、1MPa)中的腐蚀速率和腐蚀类型,并探讨了甲酸含量对其腐蚀行为的影响。结果表明:两种钢的腐蚀速率均随甲酸含量的增加而增大,13Cr钢的腐蚀速率低于20钢的;20钢的腐蚀类型为均匀腐蚀,13Cr钢的为点蚀;20钢表面有FeCO_3的生成和碳酸盐的沉积,FeCO_3产物层覆盖部位不断发生基体的溶解,而钙、镁碳酸盐沉积的位置不断出现产物沉积,在基体腐蚀相对较慢的部位形成突起;13Cr钢优先发生铬的溶解,形成以Cr(OH)_3为主的钝化膜,随着甲酸含量的增加,钝化膜的稳定性、致密性均降低,H~+和Cl~-通过钝化膜与基体接触,促进了点蚀的发生。     

08Cr2A1Mo钢在湿H2S环境中的应力腐蚀试验研究

运用均匀设计方法,通过改变H2S浓度、Cl^-浓度、pH值和温度等溶液介质参数,对换热器管束用钢08Cr2A1Mo在湿H2S环境中进行慢应变速率拉伸应力腐蚀试验。研究了各参数对08Cr2A1Mo钢应力腐蚀开裂的影响规律,通过扫描电镜分析试样断口的微观形貌,确定其应力腐蚀敏感性,并根据试验结果计算在各试验环境下的应力腐蚀敏感性指数,运用回归分析软件,建立了08Cr2A1Mo钢应力腐蚀敏感指数与试验介质参数之间关系的交互型数学模型。     

石油炼厂高温S、高温H_2S～H_2的腐蚀和设备选材

石油炼厂在原油加工过程中设备受原油中硫化物的腐蚀,在高温部位还存在硫化氢和氢气的腐蚀。由于设备的腐蚀,直接影响了生产装置的长期安全运转,造成很大的经济损失。近几年来,为了有效地减缓设备腐蚀,各炼油厂选用了一些低合金耐蚀钢,如含铝钢。这类钢在冶炼、轧制、加工等方面存在很多问题。本文除对高温S、高温H_2S-H_2介质腐蚀讨论外,还将时原油炼厂的选材及国外情况提出意见。     

温度对S135钢和G105钢在CO2/H2S共存体系中腐蚀行为的影响

在气体分压分别为20,0.1 MPa的CO₂/H₂S共存模拟油田地层水中,利用高温高压釜在不同温度(室温、100℃、180℃)下对S135钢和G105钢进行腐蚀试验,研究了温度对2种钢腐蚀行为的影响。结果表明：100℃下S135钢和G105钢的腐蚀速率最大,分别为0.846 3 mm·a^-1和0.850 0 mm·a^-1,180℃下的腐蚀速率最小,分别为0.229 1 mm·a^-1和0.230 9 mm·a^-1;100℃下钢表面腐蚀产物主要为FeCO₃和FeS,此温度下CO₂为腐蚀主控因素,室温和180℃下的腐蚀产物主要为FeS,H₂S为腐蚀主控因素。     

G105钻杆在不同氢离子浓度溶液中的腐蚀行为

通过慢应变速率拉伸试验(SSRT)与电化学试验,研究了G105钻杆在不同氢离子浓度HAc/NaAc缓冲溶液中的腐蚀行为,研究了SSRT试样的断口形貌及应力腐蚀机理。结果表明:随着氢离子浓度增大(即随着pH减小),G105钻杆的应力腐蚀敏感性和自腐蚀电流密度逐渐增大;断口形貌均呈脆性断裂,主裂纹有明显的分支裂纹;应力腐蚀机理为阳极溶解型,酸性溶液中的部分氢原子进入裂纹,加速了应力腐蚀开裂的进程。     

腐蚀环境中的疲劳裂纹扩展

本文介绍了室温条件下2 1/4Cr-1Mo钢在1.1MPa氩气和最高压力达9.9MPa的氢气环境下的断裂疲劳特性及为防止氢致裂纹扩展而在氢气中加入的气体缓蚀剂对钢的疲劳裂纹扩展的影响。发现氧或一氧化碳对防止氢致裂纹扩展有很大作用。另外,还介绍了在人造海水介质中低碳钢焊接接头的腐蚀疲劳裂纹扩展特性。     

08Cr2AIMo抗H_2S应力腐蚀热交换器专用钢的焊接与应用

在炼油、石化工生产中，各种油品都是经镏分工艺来获得的，某炼油厂在满负荷生产及加工含（高）硫原油过程中，经常因蒸馏装置的腐蚀现象，造成设备损坏，影响生产正常进行。本文介绍了上海材料研究所等单位研制的抗H2S应力腐蚀热交换器专用钢08Cr2AlMo的焊接与应用情况。     

H_2S对球罐的应力腐蚀及预防措施

一、概述随着我国石化工业的发展,研究发生在大型贮存球罐上的应力腐蚀问题显得越发重要。球罐的应力腐蚀除了球罐本身的先天条件不足外,(如焊缝较多,现场组焊,焊缝的冷却速度不易控制,残余应力较大等)也有使用中存在的问题。而在球罐的设计中对应力腐蚀问题     

石油管线钢在H2S/CO2环境中腐蚀行为的电化学研究

采用极化曲线法和交流阻抗法研究了15#钢在H2S/CO2环境下的电化学行为.试验结果表明,H2S和CO2的存在加速了15#钢在NaCl溶液中的腐蚀速率,管线钢在NaCl溶液、NaCl-CO2溶液、NaCl-CO2-H2S溶液以及NaCl-H2S溶液中电化学反应过程所受的阻力愈来愈小,腐蚀电流密度越来越大,腐蚀速率越来越...