วัสดุเหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับการกัดกร่อนของไฮโดรเจนซัลไฟด์

ไฮโดรเจนซัลไฟด์H₂Sเป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่ไม่มีสี ไวไฟ ละลายได้ในก๊าซกรดน้ำ การกัดกร่อนของไฮโดรเจนซัลไฟด์หมายถึงท่อส่งน้ำมันและก๊าซที่มีความเข้มข้นของไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) และการกัดกร่อนของน้ำ H₂S ละลายในน้ำและกลายเป็นกรด ทำให้เกิดการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี การเกิดหลุมและการเจาะท่อ อะตอมของไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นในกระบวนการกัดกร่อนจะถูกดูดซับโดยเหล็กและเสริมด้วยข้อบกพร่องทางโลหะวิทยาของท่อ ซึ่งอาจนำไปสู่การแตกร้าวของเหล็กและการเริ่มต้นของรอยแตก นำไปสู่การแตกร้าว ท่อและอุปกรณ์ของแหล่งน้ำมันและก๊าซที่เป็นกรดที่มี H₂S มีการฉีกขาดอย่างกะทันหันหรือการแตกหักแบบเปราะ การแตกร้าวของแนวเชื่อม และอุบัติเหตุอื่นๆ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC) และการแตกร้าวจากความเครียดด้วยซัลไฟด์ (SSC)

ปัจจัยที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของ H₂S ได้แก่ ความเข้มข้นของไฮโดรเจนซัลไฟด์ ค่า PH อุณหภูมิ อัตราการไหล ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์และคลอไรด์ไอออน (C1-) เป็นต้น สภาพแวดล้อมการกัดกร่อนของความเครียดด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์แบบเปียกจะประกอบขึ้นหากตรงตามเงื่อนไขต่อไปนี้:

  • อุณหภูมิปานกลางไม่เกิน 60+2P ℃, P คือแรงดันเกจปานกลาง (MPa);
  • B ความดันบางส่วนของไฮโดรเจนซัลไฟด์ไม่น้อยกว่า 0.35mpa;
  • สื่อประกอบด้วยน้ำหรืออุณหภูมิปานกลางต่ำกว่าอุณหภูมิจุดน้ำค้างของน้ำ
  • สื่อที่มีค่า PH น้อยกว่า 9 หรือไซยาไนด์

ผลการวิจัยพบว่าสำหรับโลหะผสมเหล็กเมื่อความแข็งแรงหรือความแข็งของเหล็กเท่ากัน โครงสร้างจุลภาคของการกระจายตัวของคาร์ไบด์ทรงกลมขนาดเล็กที่สม่ำเสมอสามารถทำได้โดยการแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูงหลังจากการดับ และความต้านทานการกัดกร่อนของ H2S จะดีกว่าหลังจากนั้น การแบ่งเบาบรรเทา รูปร่างของการรวมตัวก็มีความสำคัญเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งรูปร่างของ MnS เนื่องจาก MnS มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนรูปพลาสติกที่อุณหภูมิสูง และแผ่น MnS ที่เกิดจากการรีดร้อนจะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในระหว่างการอบชุบด้วยความร้อนที่ตามมา

เพิ่มองค์ประกอบ Mn, Cr และ Ni ลงใน เหล็กกล้าคาร์บอน เพื่อปรับปรุงการชุบแข็งโดยเฉพาะ Ni เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าธาตุ Ni เป็นประโยชน์ต่อความเหนียวของโลหะผสมเหล็ก แต่ปฏิกิริยาวิวัฒนาการของไฮโดรเจนที่เกินศักยภาพของเหล็ก Ni นั้นต่ำ ไอออนของไฮโดรเจนจะปล่อยออกได้ง่ายและลดลงเพื่อเร่งการตกตะกอนของไฮโดรเจน ดังนั้นความต้านทานของเหล็ก Ni ถึง การกัดกร่อนของความเครียดซัลไฟด์ไม่ดี โดยทั่วไป เหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมควรมีนิกเกิลน้อยกว่า 1% หรือไม่มีเลย องค์ประกอบต่างๆ เช่น Mo, V, Nb เป็นต้น ที่สร้างคาร์ไบด์ที่มีความเสถียรในเหล็กกล้า

ISO 15156-2, ISO15156-3 หรือ NACE MR0175-2003 ได้จำกัดสภาพแวดล้อมเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดการกัดกร่อนของความเค้น หากไม่เป็นไปตามเงื่อนไขเหล่านี้ จะต้องดำเนินการทดสอบ HIC และ SSC และต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้องอื่นๆ American Corrosion Institute (NACE) MR-01-95 ระบุว่าเพื่อป้องกันการแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเค้นของซัลไฟด์ (SSCC) เหล็กธรรมดา (ปริมาณนิกเกิลน้อยกว่า 1%) ที่มีความแข็งต่ำกว่า Rockwell HRC22 หรือเหล็กกล้าโครเมียม-โมลิบดีนัมที่มีปริมาณนิกเกิลน้อยกว่า กว่า HRC 26 จะถูกนำมาใช้

นอกจากนี้ยังมีข้อจำกัดอื่นๆ:

  • สิ่งเจือปนในเหล็ก: กำมะถัน ≤ 0.002%, P≤0.008%, O≤ 0.002%
  • ความแข็งไม่เกิน 22HRC ความแข็งแรงของผลผลิตน้อยกว่า 355MP ความต้านทานแรงดึงน้อยกว่า 630MPa
  • ควรลดปริมาณคาร์บอนของเหล็กให้มากที่สุดภายใต้เงื่อนไขของคุณสมบัติทางกลของแผ่นเหล็ก สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำและเหล็กกล้าคาร์บอนแมงกานีส: CE≤0.43, CE=C+Mn/6; สำหรับเหล็กกล้าผสมต่ำ: CE≤045 CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

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

ท่อเหล็ก: 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 เกรด A, เกรด B, X42, X46, X52; มาตรฐาน ASTM A53, A106(A, B, C)

ท่อและแผ่นเหล็กคาร์บอนที่มีจำหน่ายสำหรับการใช้งานH₂S

0 ตอบกลับ

เขียนความเห็น

ต้องการที่จะเข้าร่วมการสนทนาหรือไม่
อย่าลังเลที่จะนำ!

เขียนความเห็น

ที่อยู่อีเมลของคุณจะไม่ถูกเปิดเผย กรุณากรอกช่องที่มีเครื่องหมายให้ครบถ้วน *