Materiale in acciaio al carbonio per applicazioni di corrosione da acido solfidrico

L'idrogeno solforato H₂S è un composto inorganico che è incolore, infiammabile, solubile nel gas acido dell'acqua, la corrosione dell'acido solfidrico si riferisce all'oleodotto e al gasdotto contenente una certa concentrazione di idrogeno solforato (H2S) e corrosione dell'acqua. H₂S si dissolve in acqua e diventa acido, causando corrosione elettrochimica e vaiolatura locale e perforazione delle tubazioni. Gli atomi di idrogeno generati nel processo di corrosione vengono assorbiti dall'acciaio e arricchiti nei difetti metallurgici del tubo, il che può portare all'infragilimento dell'acciaio e all'innesco di cricche, portando a cricche. La conduttura e l'attrezzatura dei giacimenti di petrolio e gas acidi contenenti H₂S sono apparsi molte volte strappi improvvisi o fratture fragili, fessurazioni della zona di saldatura e altri incidenti, che sono principalmente causati da fessurazione indotta da idrogeno (HIC) e fessurazione da stress da solfuro (SSC).

I fattori che influenzano la corrosione di H₂S includono la concentrazione di idrogeno solforato, il valore PH, la temperatura, la portata, la concentrazione di anidride carbonica e ione cloruro (C1-), ecc. Un ambiente di corrosione da stress di idrogeno solforato è costituito se sono soddisfatte le seguenti condizioni:

  • La temperatura media non è maggiore di 60+2P ℃, P è la pressione relativa media (MPa);
  • B la pressione parziale dell'idrogeno solforato non è inferiore a 0.35 mpa;
  • Il fluido contiene acqua o la temperatura del fluido è inferiore alla temperatura del punto di rugiada dell'acqua;
  • Mezzo con PH inferiore a 9 o cianuro.

I risultati mostrano che per l'acciaio legato quando la resistenza o la durezza dell'acciaio è la stessa, la microstruttura della distribuzione uniforme di piccoli carburi sferici può essere ottenuta mediante rinvenimento ad alta temperatura dopo la tempra e la resistenza alla corrosione da H2S è migliore di quella dopo tempra. Anche la forma delle inclusioni è importante, in particolare la forma di MnS, perché gli MnS sono soggetti a deformazione plastica ad alte temperature e il foglio MnS formato dalla laminazione a caldo non può essere modificato durante il successivo trattamento termico.

Gli elementi Mn, Cr e Ni vengono aggiunti al acciaio al carbonio per migliorare la temprabilità, in particolare Ni. Si ritiene generalmente che l'elemento Ni sia vantaggioso per la tenacità dell'acciaio legato, ma il potenziale eccessivo della reazione di evoluzione dell'idrogeno dell'acciaio Ni è basso, lo ione idrogeno è facile da scaricare e ridurre per accelerare la precipitazione dell'idrogeno, quindi la resistenza dell'acciaio Ni a La corrosione da stress da solfuro è scarsa. In generale, l'acciaio al carbonio e l'acciaio legato dovrebbero contenere meno dell'1% o nessun nichel. Elementi come Mo, V, Nb, ecc. che formano carburi stabili nell'acciaio.

ISO 15156-2, ISO15156-3 o NACE MR0175-2003 hanno limitato le condizioni ambientali per evitare il verificarsi di corrosione sotto sforzo. Se queste condizioni non sono soddisfatte, devono essere eseguiti i test HIC e SSC e devono essere soddisfatti altri standard pertinenti. L'American Corrosion Institute (NACE) MR-01-95 afferma che per prevenire la tensocorrosione da solfuro (SSCC), l'acciaio ordinario (contenuto di nichel inferiore all'1%) con una durezza inferiore a Rockwell HRC22 o l'acciaio al cromo-molibdeno temperato con contenuto di nichel inferiore di HRC 26 deve essere utilizzato.

Inoltre, ci sono altre restrizioni:

  • Impurità nell'acciaio: zolfo 0.002%, P≤ 0.008%, O≤ 0.002%.
  • La durezza non è superiore a 22HRC, la resistenza allo snervamento è inferiore a 355MP, la resistenza alla trazione è inferiore a 630MPa
  • Il contenuto di carbonio dell'acciaio dovrebbe essere ridotto il più possibile a condizione di soddisfare le proprietà meccaniche della lamiera d'acciaio. Per acciaio a basso tenore di carbonio e acciaio al carbonio-manganese: CE≤0.43, CE=C+Mn/6; Per acciai basso legati: CE≤045 CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

Piastra in acciaio: SA387 Gr11 (HlC), SA387 Gr12 (HlC), SA387 Gr22 (HlC), SA516 Gr65 (HlC), SA516 Gr70 (HlC);

Tubo d'acciaio: API 5CT H40, J55, L55, C75 (1,2,3), L80 (tipo 1), N80 (tipo Q/T), C95 (tipo Q/T), P105, P110 Q/T); API 5L grado A, grado B, X42, X46, X52; ASTM A53, A106 (A, B, C)

Il tubo e la piastra disponibili in acciaio al carbonio per l'applicazione H₂S

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