Koolstofstaalmateriaal voor toepassingen met waterstofsulfidecorrosie

Waterstofsulfide H₂S is een anorganische verbinding die kleurloos, ontvlambaar, oplosbaar is in water, zuur gas, waterstofsulfidecorrosie verwijst naar de olie- en gaspijpleiding die een bepaalde concentratie waterstofsulfide (H2S) en watercorrosie bevat. H₂S lost op in water en wordt zuur, wat leidt tot elektrochemische corrosie en lokale putjes en perforaties van pijpleidingen. De waterstofatomen die bij het corrosieproces worden gegenereerd, worden door het staal geabsorbeerd en verrijkt met de metallurgische defecten van de buis, wat kan leiden tot bros worden van het staal en het ontstaan ​​van scheuren, wat kan leiden tot scheuren. De pijpleiding en uitrusting van zure olie- en gasvelden die H₂S bevatten, zijn vaak opgetreden bij plotselinge scheuren of brosse breuken, barsten in laszones en andere ongevallen, die voornamelijk worden veroorzaakt door waterstofgeïnduceerd kraken (HIC) en sulfidespanningsscheuren (SSC).

De factoren die de corrosie van H₂S beïnvloeden, zijn onder meer waterstofsulfideconcentratie, PH-waarde, temperatuur, stroomsnelheid, kooldioxide- en chloride-ionen (C1-) concentratie, enz. Een natte waterstofsulfide-spanningscorrosieomgeving wordt gevormd als aan de volgende voorwaarden wordt voldaan:

  • De gemiddelde temperatuur is niet groter dan 60+2P ℃, P is de gemiddelde overdruk (MPa);
  • B partiële druk van waterstofsulfide is niet minder dan 0.35 mpa;
  • Het medium bevat water of de mediumtemperatuur is lager dan de dauwpunttemperatuur van water;
  • Medium met PH lager dan 9 of cyanide.

De resultaten tonen aan dat voor het gelegeerde staal, wanneer de sterkte of hardheid van het staal hetzelfde is, de microstructuur van uniforme verdeling van kleine sferische carbiden kan worden verkregen door temperen bij hoge temperatuur na afschrikken, en de weerstand tegen H2S-corrosie is beter dan die na temperen. De vorm van insluitsels is ook van belang, vooral de vorm van MnS, omdat MnS gevoelig is voor plastische vervorming bij hoge temperaturen, en het door warmwalsen gevormde vel MnS niet kan worden veranderd tijdens de daaropvolgende warmtebehandeling.

Elementen Mn, Cr en Ni worden toegevoegd aan de koolstofstaal om de hardbaarheid te verbeteren, in het bijzonder Ni. Algemeen wordt aangenomen dat het Ni-element gunstig is voor de taaiheid van gelegeerd staal, maar de waterstofontwikkelingsreactie van Ni-staal is laag, het waterstofion is gemakkelijk te ontladen en te verminderen om de waterstofprecipitatie te versnellen, dus de weerstand van Ni-staal tegen sulfide spanningscorrosie is slecht. Over het algemeen moeten koolstofstaal en gelegeerd staal minder dan 1% of geen nikkel bevatten. Elementen zoals Mo, V, Nb, etc. die stabiele carbiden vormen in staal.

ISO 15156-2, ISO15156-3 of NACE MR0175-2003 hebben de omgevingsomstandigheden beperkt om het optreden van spanningscorrosie te voorkomen. Als niet aan deze voorwaarden wordt voldaan, moeten HIC- en SSC-tests worden uitgevoerd en moet aan andere relevante normen worden voldaan. Het American Corrosion Institute (NACE) MR-01-95 stelt dat om sulfide spanningscorrosie (SSCC) te voorkomen, gewoon staal (nikkelgehalte minder dan 1%) met een hardheid lager dan Rockwell HRC22 of gehard chroom-molybdeenstaal met een nikkelgehalte van minder dan HRC 26 worden gebruikt.

Daarnaast zijn er nog andere beperkingen:

  • Onzuiverheden in staal: zwavel ≤ 0.002%, P≤0.008%, O≤ 0.002%.
  • De hardheid is niet meer dan 22HRC, de vloeigrens is minder dan 355 MP, de treksterkte is minder dan 630 MPa
  • Het koolstofgehalte van staal moet zoveel mogelijk worden verminderd onder de voorwaarde dat aan de mechanische eigenschappen van staalplaat wordt voldaan. Voor koolstofarm staal en koolstof-mangaanstaal: CE≤0.43, CE=C+Mn/6; Voor laaggelegeerd staal: CE≤045 CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

Stalen plaat: SA387 Gr11(HlC), SA387 Gr12(HlC), SA387 Gr22(HlC), SA516 Gr65(HlC), SA516 Gr70(HlC);

Stalen buis: API 5CT H40, J55, L55, C75(1,2,3), L80(type 1), N80(type Q/T), C95(type Q/T), P105, P110 Q/T); API 5L klasse A, klasse B, X42, X46, X52; ASTM A53, A106 (A, B, C)

De beschikbare koolstofstalen buis en plaat voor H₂S-toepassing

0 antwoorden

Laat een reactie achter

Wil je de discussie?
Voel je vrij om bij te dragen!

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd *