مادة الكربون الصلب لتطبيقات تآكل كبريتيد الهيدروجين

كبريتيد الهيدروجين هو مركب غير عضوي عديم اللون ، قابل للاشتعال ، قابل للذوبان في غاز حمض الماء ، يشير تآكل كبريتيد الهيدروجين إلى خط أنابيب النفط والغاز الذي يحتوي على تركيز معين من كبريتيد الهيدروجين (H2S) وتآكل الماء. يذوب H₂S في الماء ويصبح حامضيًا ، مما يؤدي إلى التآكل الكهروكيميائي والتأليب الموضعي وانثقاب خطوط الأنابيب. يتم امتصاص ذرات الهيدروجين المتولدة في عملية التآكل بواسطة الفولاذ وتثريها في العيوب المعدنية للأنبوب ، مما قد يؤدي إلى تقصف الفولاذ وبدء الشقوق ، مما يؤدي إلى التصدع. ظهر خط الأنابيب ومعدات حقول النفط والغاز التي تحتوي على H₂S عدة مرات تمزق مفاجئ أو كسر هش ، وتكسير منطقة اللحام والحوادث الأخرى ، والتي تنتج بشكل أساسي عن التكسير الناجم عن الهيدروجين (HIC) وتكسير إجهاد الكبريتيد (SSC).

تشمل العوامل التي تؤثر على تآكل H₂S تركيز كبريتيد الهيدروجين وقيمة PH ودرجة الحرارة ومعدل التدفق وثاني أكسيد الكربون وتركيز أيون الكلوريد (C1-) وما إلى ذلك. يتم تشكيل بيئة تآكل إجهاد كبريتيد الهيدروجين الرطب إذا تم استيفاء الشروط التالية:

  • درجة الحرارة المتوسطة لا تزيد عن 60 + 2P ℃ ، P هي مقياس الضغط المتوسط ​​(MPa) ؛
  • لا يقل الضغط الجزئي B لكبريتيد الهيدروجين عن 0.35 ميجا باسكال ؛
  • الوسط يحتوي على ماء أو درجة حرارة متوسطة أقل من درجة حرارة نقطة الندى للماء ؛
  • متوسطة مع PH أقل من 9 أو السيانيد.

تظهر النتائج أنه بالنسبة لسبائك الفولاذ عندما تكون قوة أو صلابة الفولاذ هي نفسها ، يمكن الحصول على البنية المجهرية للتوزيع المنتظم للكربيدات الكروية الصغيرة عن طريق التقسية بدرجة حرارة عالية بعد التبريد ، ومقاومة تآكل كبريتيد الهيدروجين أفضل من ذلك بعد هدأ. شكل الشوائب مهم أيضًا ، خاصةً شكل MnS ، لأن MnS عرضة للتشوه البلاستيكي في درجات حرارة عالية ، ولا يمكن تغيير الصفيحة MnS المتكونة بواسطة الدرفلة الساخنة أثناء المعالجة الحرارية اللاحقة.

تتم إضافة العناصر Mn و Cr و Ni إلى ملف الكربون الصلب لتحسين الصلابة ، وخاصة ني. من المعتقد عمومًا أن عنصر Ni مفيد في صلابة سبائك الصلب ، ولكن رد فعل تطور الهيدروجين الزائد لصلب النيكل منخفض ، ومن السهل تفريغ أيون الهيدروجين وتقليله لتسريع ترسيب الهيدروجين ، وبالتالي فإن مقاومة فولاذ النيكل إلى تآكل إجهاد الكبريتيد ضعيف. بشكل عام ، يجب أن يحتوي الفولاذ الكربوني وسبائك الفولاذ على أقل من 1٪ أو لا يحتوي على نيكل. عناصر مثل Mo ، V ، Nb ، إلخ التي تشكل كربيدات مستقرة في الفولاذ.

لقد حدت ISO 15156-2 أو ISO15156-3 أو NACE MR0175-2003 من الظروف البيئية لتجنب حدوث تآكل الإجهاد. إذا لم يتم استيفاء هذه الشروط ، يجب إجراء اختبارات HIC و SSC ، ويجب استيفاء المعايير الأخرى ذات الصلة. ينص معهد التآكل الأمريكي (NACE) MR-01-95 على أنه لمنع تكسير إجهاد الكبريتيد (SSCC) ، فإن الفولاذ العادي (محتوى النيكل أقل من 1 ٪) مع صلابة أقل من Rockwell HRC22 أو صلب الكروم الموليبدينوم مع محتوى نيكل أقل من HRC 26.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك قيود أخرى:

  • الشوائب في الفولاذ: الكبريت ≤ 0.002٪ ، P≤0.008٪ ، O≤ 0.002٪.
  • صلابة لا تزيد عن 22HRC ، قوة الخضوع أقل من 355 ميجابكسل ، قوة الشد أقل من 630 ميجابكسل
  • يجب تقليل محتوى الكربون في الفولاذ قدر الإمكان بشرط تلبية الخصائص الميكانيكية للصفائح الفولاذية. للصلب منخفض الكربون والفولاذ الكربوني والمنغنيز: CE≤0.43 ، CE = C + Mn / 6 ؛ لسبائك الصلب المنخفضة: CE≤045 CE = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15

صفيحة فولاذية : SA387 Gr11 (HlC) ، SA387 Gr12 (HlC) ، SA387 Gr22 (HlC) ، SA516 Gr65 (HlC) ، SA516 Gr70 (HlC) ؛

الأنابيب الفولاذية: API 5CT H40، J55، L55، C75 (1,2,3،80،1)، L80 (type 95)، N105 (type Q / T)، C110 (type Q / T)، PXNUMX، PXNUMX Q / T) ؛ API 5L الصف أ ، الدرجة ب ، X42، X46 ، X52 ؛ ASTM A53، A106 (A، B، C)

الأنابيب والصفيحة المصنوعة من الصلب الكربوني المتاحة للاستخدام في H₂S

0 ردود

اترك تعليق

تريد الانضمام إلى مناقشة؟
لا تتردد في المساهمة!

اترك تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول المشار إليها إلزامية *