抗硫管硫化物应力腐蚀开裂试验方法探讨
硫化物应力腐蚀开裂

H.7.4 确定对 SCC的敏感性
用在表 H-9 中确定的环境苛刻度以及在表 H-8 中得到的有关最大布氏硬度和焊件焊后
热处理的基础数据,从表 H-10 中确定对 SCC的敏感性。按图 H-5 中流程来确定硫化物应力
腐蚀的敏感性。
图 H-5 确定硫化物应力腐蚀的敏感性
表 H-8 分析硫化物应力腐蚀所需的基础数据
< 50ppm 低
5.5-7.5
低
7.6-8.3
低
8.4-8.9
低
> 9.0
低
低
低
中
低
中
中
中
低
中
中a
高a
低
中
高a
高a
低
如果有氰化物存在且当 pH 值> 8.3 和 H2S 浓度高于 1000ppm时将对 SCC的敏感性增加一
个等级。
环境劣度
高 中 低
表 H-13
高硫钢 a
S> 0.01%
焊接 焊后热处理
H. 7 硫化物应力腐蚀开裂( SSC)
H.7.1 概述
对 SCC的敏感性与渗透到钢材内的氢的量有关,这主要与
pH 值和水中的 H2S 含量这两
个环境因素有关。典型地,人们发现钢中的氢溶解量在
pH 值接近中性的溶液中最低,而在
pH 值较低和较高的溶液中较高。在较低 pH 值中的腐蚀原因是因为 H2S,反之在高 pH值中腐
由于 HIC 厚钢板的质量是对 SOHIC敏感性的关键参数。另外, 通过 PWHT可以减轻 SOHIC的
产生和强度,但不能消除它。 应力作用的水平也影响着 SOHIC的发生和强度。 HIC/SOHIC 板
材制品中出现得较为突出, 但曾经有少数报道在管材中也有类似现象, 通常在那些输送氢的
X80焊管H2S环境应力腐蚀开裂行为研究

3 区 电位扫描 试 验 .微 扫描 参 比 电极 技 术 ( cn igR f ec lc Sann ee neEe— r
显微奴 氏硬度能较好地反映焊缝 区组织及相 结构
变化引起的硬度差异 , 为此笔者采用显微奴氏测量仪 测量包 括 整个 焊接 接头 试样 ( 焊缝 、母 材及 热 影响
摘要
采用三点弯 曲加载法和微 电极扫描测试技术,研究 了X 0高强度级管线钢及其焊缝 区 8
的抗 H s环境应力腐蚀开裂 (s c 2 s c )行为。测定 了焊接接头的显微硬度分布 ,分析 了显微组织结 构、力学性能及抗腐蚀性能之 间的相关性。研 究表明,热影响 区 ( A )对应力腐蚀开裂最为敏 HZ
维普资讯
一
8一
石
油
机
械
20 0 6年
第3 4卷
第 8期
常 压 。 试 验 周 期 为 7 0h 2 。试 样 加 力 均 取 07 0 .2,
4 .显微 硬 度测试
( 为 X0 8 钢的纵 向屈服强度 ) 。腐蚀断裂形态特 征采用 HT C —50扫 描 电子 显 微 镜 ( E IA HIS 7 S M)
区) 的硬度分 布 ,载荷 09 .8N,加载时间 1 。 5s
试验结果 与讨论
-
td ehiu , R T r e cn e S E )是研究金属局部腐蚀最为 o T q 直接 、有效的电化学测试方法之一。通过测定电极 表面微区电位和电流密度分布 ,可精确测 出金属在 介质中发生局部腐蚀时 ,阴阳极区的位置分布 、局 部腐蚀的活性大小及变化过程 ,从而可以连续跟踪
金属在h2s环境中抗硫化应力开裂和应力开裂及应力腐蚀开裂的试验方法

金属在h2s环境中抗硫化应力开裂和应力开裂及应力腐蚀开裂的试验方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:在工业生产中,金属材料常常处于潮湿、含硫化氢的环境中,容易发生应力开裂和应力腐蚀开裂等问题,从而导致设备损坏甚至事故发生。
对金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂、应力开裂和应力腐蚀开裂等性能进行试验具有重要意义。
一、实验前的准备工作1. 选择试验样品:根据实际使用条件选择符合要求的金属样品,一般包括不锈钢、碳钢等。
2. 制备试验溶液:根据实际工作环境中的H2S浓度和温度制备相应的试验溶液,通常使用硫化氢溶液。
3. 设备准备:准备好所需的实验设备,包括腐蚀试验仪、拉伸试验机、电化学工作站等。
二、试验方法1. 抗硫化应力开裂试验:(1)制备试样:制备符合标准要求的试样,通常采用缺口试样。
(2)浸泡试样:将试样浸泡在硫化氢溶液中,在设定的环境参数下进行实验。
(3)观察试样:观察试样在实验过程中的裂纹情况,记录裂纹扩展情况和断裂形态。
(2)加载试样:在设备上加载试样施加一定的拉伸载荷,使试样发生应力开裂。
三、实验结果分析通过以上试验方法可以获得金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂、应力开裂和应力腐蚀开裂等性能数据,可以用于评估金属材料在潮湿硫化氢环境下的使用寿命和性能稳定性。
同时可以针对不同金属材料提出相应的改进措施和防护措施,减少事故发生的风险。
金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂、应力开裂和应力腐蚀开裂试验方法对于工业生产中金属材料的安全可靠运行具有重要意义,通过科学准确的试验方法,可以有效提高金属材料的抗腐蚀性能,延长设备的使用寿命,确保工业生产的安全稳定进行。
第二篇示例:金属材料在高硫化氢(H2S)环境中容易发生应力开裂、应力腐蚀开裂等问题,这不仅会降低金属的使用寿命,也可能带来严重的安全隐患。
研究金属在H2S环境中的耐受性是非常重要的。
为了评估金属对硫化氢的抗性,常常需要进行应力腐蚀开裂试验和应力开裂试验。
硫化物应力腐蚀开裂的理论研究进展

硫化物应力腐蚀开裂的理论研究进展*张凤春1,李春福1,2,傅爱红1(1 西南石油大学材料科学与工程学院,成都610500;2 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都610500)摘要 结合计算材料学在硫化物应力腐蚀开裂领域的最新研究进展,从硫化物应力腐蚀开裂的各个阶段入手,综述了不同阶段的理论研究,重点阐述了密度泛函方法、分子动力学在表面吸附和扩散方面的研究,多尺度模拟方法、有限元方法在裂纹尖端应力场方面的研究,并提出了该领域未来的发展方向。
关键词 应力腐蚀开裂 密度泛函理论 分子动力学方法 多尺度模拟 有限元方法中图分类号:O346.2+2 文献标识码:AThe Theoretical Research Progress of Sulfide Stress Corrosion CrackingZHANG Fengchun1,LI Chunfu1,2,FU Aihong1(1 School of Materials and Engineerings,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500;2 State Key Labratoryof Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500)Abstract According to the latest research advance of computational materials in the field of sulfide stress corro-sion cracking(SSCC)and on the basis of different stages of SSCC,the theoretical research of different phases are sum-marized,with the emphasis on the application of density functional theory(DFT)and molecule dymamics method(MDM)on surface adsorption and diffusion,as well as utilization of multiscale simulation and finite element method(FEM)on the stress field of crack tip.The trend on this field in the future development is pointed out.Key words stress corrosion cracking,density functional theory,molecule dynamics method,multiscale simula-tion,finite element method *国家863高新技术研究发展计划项目(2006AA06A105);西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室基金(PLN0609) 张凤春:女,1988年生,硕士生,主要从事金属材料酸性腐蚀的电子理论研究 E-mail:nan1026feng@163.com 李春福:通讯作者,男,1947年生,教授,博士生导师,研究方向为材料的腐蚀与防护、材料的设计与计算、新型金属材料的开发与应用等 E-mail:li-chunfu10@163.com0 引言随着酸性油气田的大规模开发,硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)对油气井的开采和生产构成了严重威胁。
油井管硫化物应力开裂双悬臂梁法试验研究

单位代码:西南石油大学硕士学位论文论文题目:油井管硫化物应力开裂双悬臂梁法试验研究研究生姓名:李天雷导师姓名:施太和(教授)姜放(高级工程师)学科专业:油气井工程研究方向:钻井新技术与理论2007年 4 月20日摘要硫化物应力开裂(SSC)问题,是当今油气田生产中不可忽略的材料失效问题。
目前关于SSC的研究已有很多报道,关于材料的SSC评价方法,美国腐蚀工程协会(NACE)已有规范标准。
NACE TM0177-2005标准中,应用最多的评价方法是A法和B法。
在ISO11960,ISO15156等标准中列出了按双悬臂梁(DCB)法即D法的H2S环境用钢最小允许临界应力强度因子,即环境断裂韧性值。
但是国内尚未开展DCB法的研究和应用,因此在做材料评价和工程设计时,对标准的引用可能会出现某些不足。
本文的研究试图弥补国内这一空白,力图建立DCB的实验方法和操作程序,研究完善DCB 检测过程中有可能出现的问题。
本文在第四章中详细的描述了DCB试验的原理、方法及数据处理。
论文介绍了H2S环境断裂腐蚀评价的NACE TM0177-2005标准,常用的方法A、B 只能从开裂的时间上判定材料抗SSC性能的优劣,用作材料的筛选评价。
而方法D从断裂力学角度出发给出材料抗SSC性能的具体指标K ISSC,并且方法D得出的结果还可以进行断裂力学上的计算。
进而可以与现代设计方法适用性评价(Fit For Purpose)结合,据此本文简要介绍了以断裂力学为基础的适用性评价,这对当今油井管的评价方法具有重要现实意义。
为了进行适用性评价,需要了解H2S环境断裂机理,并针对管子有可能出现的裂纹状况计算应力强度因子。
为此目的,本文在第二章介绍了材料在H2S 环境中的SSC机理,在第三章中介绍了用有限元方法与断裂力学方法相结合的应力强度因子计算。
本文的研究内容和研究方法属石油管柱力学与环境行为的前沿课题,带有探索性和一定的创新性。
特别是在本文研究过程中是国内首次进行了H2S环境中的双悬臂梁法的试验研究,迄今为止尚未见到国内有类似的试验研究报道。
油气输送钢管硫化物应力腐蚀开裂试验评定标准探讨

a b r o a d w e r e s u mma r i z e d , a n d t h e p r o b l e ms s h o u l d b e p a i d a t t e n t i o n t o s e l e c t i n g t e s t s t a n d a r d f o r S S C C we r e a n a l y z e d . Re ar t o t h e r e l a t e d s t a n d a r d s c o mmo n l y u s e d i n S S C C t e s t i n C h i n a d o me s t i c a n d t h e a b r o a d , i t s u g g e s t s a d o p t i n g N ACE T M 01 7 7
i t c a n c o m b i n e c r i t i c a l s t r e s s j u d g me n t a n d ma c r o s c o p e a s w e l l a s mi c r o s c o p e t e s t i n g o f s p e c i me n s u r f a c e t o r e g a r d a s
金属在h2s环境中抗硫化应力开裂和应力开裂及应力腐蚀开裂的试验方法

金属在h2s环境中抗硫化应力开裂和应力开裂及应力腐蚀开裂的试验方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂和应力开裂以及应力腐蚀开裂是工程材料研究中一个重要的课题。
随着工业发展的进步,金属在硫化氢环境下遇到的腐蚀问题越来越严重,因此对金属的抗硫化能力进行有效评估和研究显得尤为重要。
本文将重点介绍金属在H2S环境中抗硫化应力开裂和应力开裂以及应力腐蚀开裂的试验方法。
一、抗硫化应力开裂试验方法1.慢应变速率拉伸试验(SSRT)慢应变速率拉伸试验是一种常用的用于评估金属抗硫化应力开裂能力的试验方法。
在试验中,将金属样品置于硫化氢环境中,通过施加不同应变速率的拉伸载荷来评估金属的应力开裂敏感性。
通过观察试验样品的断口形貌,可以判断金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂能力。
2.冲击试验(Charpy V-notch Impact Test)Charpy V-notch冲击试验是一种常用的测试金属在低温下的韧性能力的方法,也可以用于评估金属在H2S环境中的抗硫化应力开裂能力。
通过在冲击试验中引入硫化氢气体,可以模拟实际工作环境下的应力开裂情况,进一步评估金属的性能。
2.环境应力开裂试验(Environmental Stress Cracking Test)2.断裂力学分析(Fracture Mechanics Analysis)断裂力学分析是一种常用的方法,用于评估金属在应力腐蚀开裂条件下的裂纹扩展行为。
通过对金属样品的裂纹形貌和裂纹扩展速率等参数进行分析,可以评估金属在应力腐蚀开裂条件下的裂纹扩展机制和发展规律。
第二篇示例:金属在H2S环境中抗硫化应力开裂和应力开裂及应力腐蚀开裂是材料科学和工程领域一个重要而复杂的问题。
H2S是一种常见的硫化氢气体,常常存在于石油、天然气等工业生产中。
金属材料在H2S环境中受到应力作用时容易发生各种腐蚀和开裂现象,这对于工程结构的安全性和可靠性都提出了严峻的挑战。
X52管线钢抗硫化氢应力腐蚀实验分析

( eg ag Vl t lTb o ,t. H ny n 20 1 hn ) H ny n ai S e ueC . Ld , ega g4 10 ,C i n e a
Ab t a t T n r d c 5 i e l e se lrssa th d o e uf e sr s or so x ei n .T e r s tn y rg n s r c o i t u e X 2 p p i t e e itn y rg n s l d te s c r in e p r o n i o me t h e i a th d o e s s l d t s o r s n ca k n b l y o 2 p p i e se l a n p ce y a o t g h d o e n u e r c i g y r — uf e s e sc ro i r c i g a i t f i r o i X5 i e l t e s is e td b d p i y r g n i d c d c a kn ,h d o n w n
第 3 卷 8
Vo _ 8 l3
第2 期
No 2 .
金
属 制
品
2 1 年 4 月 02
Ap l i r 2 2 01
Mea tl
P o u t r d cs
d i1 . 9 9 ji n 1 0 4 2 . 0 2 0 . 0 o: 0 3 6 / .s . 0 3— 2 6 2 1 . 2 0 5 s
开裂( I 实 验 , H C) 硫化物应力腐蚀 ( S SC—A,S S C一四点弯 曲法 ) 实验和电化学 测试 , 检测 X 2管线 钢的抗硫化 氢应 5 力 腐蚀 ( S ) S C 开裂能力 。将 X 2管 线钢 经过9 的氢致 开裂 实验 , 5 6h 加载 比例 分别 为最 小屈 服强 度 的 8 % ,5 , 0 8% 9 %的 SC—A实 验和 S C一四点弯曲实验 7 0h 均未发现裂纹 。结果表 明, 5 0 S S 2 , X 2管线钢具 有较好 的抗硫 化氢应力 腐蚀 能力。 关键词 氢致开裂 ; 应力腐蚀开裂 ; 四点弯曲 ; 5 X 2管线钢 ; 极化 曲线
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i n g c u r v e a n d t h e a d d i t i o n a l b e n d i n g mo me n t a r e t h e p r i ma r y c a u s e s t h a t r e s u l t e d i n t h e l a r g e d i s c r e t e d e g r e e o f e x p e r i me n t a l r e s u l t s .I n o r —
摘
要: 近 年来高井深、 高温高压和 高含硫等 苛刻腐蚀环境 的油 气田相继开发 , 对高钢 级油套 管需求 日益增加。 然而抗硫 化物应
力腐蚀 试验的钢材强度等级增加会导致抗硫 实验 中加载的栽荷值越来越接近材料的名义屈服 强度 , 应 力环 系统的细微偏差会 导致
较 大的实验误差。通过试验 , 分析 了应力环在 恒载荷 试验 中存 在 的主要 问题 , 其 中应 力环体位 移 一载荷 曲线 偏移和 附加 弯矩 ( 扭
I n v e s t i g a t i o n o n Te s t Me t ho d s o f SS C. r e s i s t a n t 0 CTG
Z H A N G Z h o n g h u a , Q I Y a m e n g , G U O J i n b a o , Z H A N G C h u n x i a
中图法分类号 : T G1 7 2 文献标识码 : A 文章编 号: 2 0 9 6— 0 0 7 7 ( 2 0 1 7 ) 0 4— 0 0 2 1— 0 5
DOI : 1 0 . 1 9 4 5 9 / j . e n k i . 6 1 —1 5 0 0 / t e . 2 0 1 7 . 0 4 . 0 0 6
矩) 是应 力环恒载荷结 果离散度 大的主要原 因。为有 效解决这 些问题 , 自 主研发 了带有 更精准砝码 栽荷加 载和 自 动调 心装置 的六
头砝码式恒栽荷试验机, 经试验证实其试验结果较应力环系统更具稳定性和可靠性。此外, 结合恒载荷( A法) 和双悬臂梁试验( D
法) 特点, 对 油套 管抗 S S C试验方 法给 出了合理 建议 。 关 键 词: 抗硫管 ; 硫化物 应力腐蚀 开裂; 应力环 ; 六头砝码 式恒载荷试验机
d e r t o s o l v e t h e p r o b l e ms ,t h e 6 - h e a d — c o n s t a n t l o a d i n g t e s t ma c h i n e i s d e v e l o p e d wi t h t h e d e v i c e o f c o u n t e r p o i s e l o a d i n g a n d a u t o ma t i c e e n —
璀树乌 篇
2 0 1 7年 第 3卷 第 4期
PE TR0L EUM TUBUL AR G0ODS & I NS TRUMENT S
・
试 验研 究 ・
抗 硫 管 硫 化 物 应 力 腐 蚀 开 裂 试 验 方法 探 讨
张 忠铧 , 宝 山钢铁股份有 限公 司 上海 2 0 1 9 0 0 )
( B a o s h a n I r o n& S t e e l C o . L t d . ,S h a n g h a i 2 0 1 9 0 0 , C h i n a )
Ab s t r a c t : Mo r e a n d mo r e HP HT o i l a n d g a s i f e l d s c o n t a i n i n g H2 S h a v e b e e n e x p l o i t e d i n r e c e n t y e a r s , wh i c h l e a d t o t h e i n c r e a s i n g d e ma n d f 0 r h i g h — g r a d e t u b i n g a n d c a s i n g . Ho w e v e r .t h e l o a d e d s t r e s s i s mo r e a n d mo r e C l o s e t o t h e n o mi n a l y i e l d s t r e n g t h o f ma t e r i a l s d u r i n g S S C t e s t s w i t h t h e s t e e l g r a d e i n c r e a s i n g .T h e n t h e s l i g h t d e v i a t i o n o f t h e p r o o f r i n g s y s t e m c o u l d l e a d t o l a r g e e x p e r i me n t a l e r r o r .Th e ma i n p r o b l e ms o f p r o o f r i n g i n t h e e x p e i r me n t s wi t h c o n s t a n t l o a d i s a n e l y z e d .T h e r e s u l t s h o ws t h a t d e v i a t i o n o f t h e p r o o f r i n g d i s p l a c e me n t — l o a d —