硫化水素腐食用途の炭素鋼材料

硫化水素H2Sは、無色、可燃性、水酸性ガスに可溶な無機化合物です。硫化水素腐食とは、特定の濃度の硫化水素(HXNUMXS)と水腐食を含む石油とガスのパイプラインを指します。 H₂Sは水に溶解して酸性になり、電気化学的腐食と局所的な孔食およびパイプラインの穿孔を引き起こします。 腐食過程で発生した水素原子は鋼に吸収され、パイプの冶金学的欠陥に富み、鋼の脆化や亀裂の発生を引き起こし、亀裂を引き起こす可能性があります。 HXNUMXSを含む酸性油田およびガス田のパイプラインおよび機器は、主に水素誘起割れ(HIC)および硫化物応力割れ(SSC)によって引き起こされる突然の引き裂きまたは脆性破壊、溶接ゾーンの割れなどの事故が何度も発生しています。

H1Sの腐食に影響を与える要因には、硫化水素濃度、PH値、温度、流量、二酸化炭素および塩化物イオン(CXNUMX-)濃度などがあります。次の条件が満たされると、湿った硫化水素ストレス腐食環境が構成されます。

  • 中温は60+ 2P℃以下、Pは中ゲージ圧(MPa)です。
  • 硫化水素のB分圧は0.35mpa以上です。
  • 媒体に水が含まれているか、媒体の温度が水の露点温度よりも低い。
  • PHが9未満の培地またはシアン化物。

結果は、鋼の強度または硬度が同じである合金鋼の場合、焼入れ後の高温焼戻しによって小さな球状炭化物の均一な分布の微細構造が得られ、H2S腐食に対する耐性がその後よりも優れていることを示しています。焼き戻し。 MnSは高温で塑性変形しやすく、熱間圧延で形成されたシートMnSはその後の熱処理で変化しないため、介在物の形状、特にMnSの形状も重要です。

元素Mn、Cr、Niがに追加されます 炭素鋼 焼入れ性、特にNiを改善するため。 Ni元素は合金鋼の強靭性に有益であると一般に考えられていますが、Ni鋼の水素発生反応の過電位は低く、水素イオンは放電および還元して水素析出を促進しやすいため、Ni鋼の硫化物応力割れは少ない。 一般に、炭素鋼および合金鋼には、ニッケルが1%未満または含まれていない必要があります。 鋼中で安定した炭化物を形成するMo、V、Nbなどの元素。

ISO 15156-2、ISO15156-3、またはNACE MR0175-2003は、応力腐食の発生を回避するために環境条件を制限しています。 これらの条件が満たされない場合は、HICおよびSSCテストが実行され、その他の関連する基準が満たされるものとします。 American Corrosion Institute(NACE)MR-01-95は、硫化物応力割れ割れ(SSCC)を防ぐために、硬度がRockwell HRC1未満の通常の鋼(ニッケル含有量が22%未満)またはニッケル含有量が少ない強化クロムモリブデン鋼であると述べています。 HRC26よりも使用するものとします。

さらに、他にも制限があります。

  • 鋼の不純物:硫黄≤0.002%、P≤0.008%、O≤0.002%。
  • 硬度は22HRC以下、降伏強度は355MP未満、引張強度は630MPa未満です。
  • 鋼板の機械的性質を満足する条件で、鋼の炭素含有量を可能な限り減らす必要があります。 低炭素鋼および炭素マンガン鋼の場合:CE≤0.43、CE = C + Mn / 6; 低合金鋼の場合:CE≤045CE= C + Mn / 6 +(Cr + Mo + V)/ 5 +(Ni + Cu)/ 15

鋼板:SA387 Gr11(HlC)、SA387 Gr12(HlC)、SA387 Gr22(HlC)、SA516 Gr65(HlC)、SA516 Gr70(HlC);

鋼管:API 5CT H40、J55、L55、C75(1,2,3)、L80(タイプ1)、N80(タイプQ / T)、C95(タイプQ / T)、P105、P110 Q / T); アピ 5L グレードA、グレードB、 X42、X46、X52; ASTM A53、A106(A、B、C)

H₂Sアプリケーション用の利用可能な炭素鋼パイプとプレート

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