Vật liệu thép carbon cho các ứng dụng ăn mòn Hydrogen sulfide

Hydro sunfua H₂S là một hợp chất vô cơ không màu, dễ cháy, tan trong khí axit trong nước, ăn mòn hydro sunfua dùng để chỉ đường ống dẫn dầu khí có chứa một nồng độ hydro sunfua nhất định (H2S) và ăn mòn nước. H₂S hòa tan trong nước và trở thành axit, dẫn đến ăn mòn điện hóa và làm rỗ cục bộ và thủng đường ống. Các nguyên tử hydro được tạo ra trong quá trình ăn mòn được thép hấp thụ và làm giàu trong các khuyết tật luyện kim của đường ống, điều này có thể dẫn đến sự biến dạng của thép và tạo ra các vết nứt, dẫn đến nứt. Đường ống và thiết bị của mỏ dầu khí axit có chứa H₂S đã nhiều lần xuất hiện tình trạng đứt gãy đột ngột, đứt gãy giòn, nứt vùng hàn và các tai nạn khác mà nguyên nhân chủ yếu là nứt do hydro (HIC) và nứt do ứng suất sunfua (SSC).

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn của H₂S bao gồm nồng độ hydrogen sulfide, giá trị PH, nhiệt độ, tốc độ dòng chảy, carbon dioxide và nồng độ ion clorua (C1-), v.v ... Môi trường ăn mòn ứng suất hydro sulfide ướt được tạo thành nếu đáp ứng các điều kiện sau:

  • Nhiệt độ trung bình không lớn hơn 60 + 2P ℃, P là áp suất trung bình đo (MPa);
  • B áp suất riêng phần của hydro sunfua không nhỏ hơn 0.35mpa;
  • Môi trường chứa nước hoặc nhiệt độ trung bình thấp hơn nhiệt độ đọng sương của nước;
  • Trung bình với PH nhỏ hơn 9 hoặc xyanua.

Kết quả cho thấy rằng đối với thép hợp kim khi cường độ hoặc độ cứng của thép là như nhau, cấu trúc vi mô của sự phân bố đồng đều các cacbua hình cầu nhỏ có thể thu được bằng cách tôi luyện ở nhiệt độ cao sau khi tôi nguội, và khả năng chống ăn mòn H2S tốt hơn sau đó. luyện khí. Hình dạng của các tạp chất cũng rất quan trọng, đặc biệt là hình dạng của MnS, vì MnS dễ bị biến dạng dẻo ở nhiệt độ cao và tấm MnS được tạo thành bằng cách cán nóng không thể thay đổi trong quá trình xử lý nhiệt tiếp theo.

Các nguyên tố Mn, Cr và Ni được thêm vào thép carbon để cải thiện độ cứng, đặc biệt là Ni. Thông thường, người ta tin rằng nguyên tố Ni có lợi cho độ dẻo dai của thép hợp kim, nhưng khả năng quá áp của phản ứng tiến hóa hydro của thép Ni thấp, ion hydro dễ phóng điện và giảm để đẩy nhanh quá trình kết tủa hydro, vì vậy điện trở của thép Ni là ăn mòn ứng suất sunfua kém. Nói chung, thép cacbon và thép hợp kim nên chứa ít hơn 1% hoặc không có niken. Các nguyên tố như Mo, V, Nb, ... tạo thành cacbit ổn định trong thép.

ISO 15156-2, ISO15156-3 hoặc NACE MR0175-2003 đã giới hạn các điều kiện môi trường để tránh xảy ra hiện tượng ăn mòn do ứng suất. Nếu các điều kiện này không được đáp ứng, các thử nghiệm HIC và SSC sẽ được thực hiện và các tiêu chuẩn liên quan khác phải được đáp ứng. Viện ăn mòn Hoa Kỳ (NACE) MR-01-95 tuyên bố rằng để ngăn nứt ăn mòn do ứng suất sunfua (SSCC), thép thông thường (hàm lượng niken nhỏ hơn 1%) có độ cứng dưới Rockwell HRC22 hoặc thép chrome-molypden đã được tôi luyện với hàm lượng niken nhỏ hơn hơn HRC 26 sẽ được sử dụng.

Ngoài ra, có những hạn chế khác:

  • Tạp chất trong thép: lưu huỳnh ≤ 0.002%, P≤0.008%, O≤ 0.002%.
  • Độ cứng không quá 22HRC, độ bền chảy nhỏ hơn 355MP, độ bền kéo nhỏ hơn 630MPa
  • Hàm lượng cacbon của thép phải được giảm càng nhiều càng tốt trong điều kiện thỏa mãn các tính chất cơ học của thép tấm. Đối với thép cacbon thấp và thép cacbon-mangan: CE≤0.43, CE = C + Mn / 6; Đối với thép hợp kim thấp: CE≤045 CE = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15

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

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

Ống và tấm thép carbon có sẵn cho ứng dụng H₂S

0 trả lời

Bình luận

Bạn muốn tham gia các cuộc thảo luận?
Hãy đóng góp!

Bình luận

Chúng tôi sẽ không công khai email của bạn. Các ô đánh dấu * là bắt buộc *