高温高压H2S腐蚀试验方法的国际标准分析.pdfVIP

维普资讯 2007年第4期 世 界 钢 铁 ·17· 高温高压 H2s腐蚀试验方法的国际标准分析 (中)张忠铧 张春霞 陈长风 (1．宝山钢铁股份有限公司；2．中国石油大学) 摘要 简述当前国际上广泛使用的3种 HS服役环境下材料试验和选材标准 (NACE标准、EFC标准和 ISO15156标准)的关系，在硫化物应力腐蚀开裂机理基础上，分析NACE和EFC标准的特点，对比二者的主要 区别。NACE标准注重选材安全性。EFC标准强调材料 的适用性 ，以最大限度地发挥材料性能。NACE MR0175材料性能及耐蚀性方面的数据较为丰富，使用方便。相对来说，EFC17仅给出选材的基本原则 ，对使 用者的自身要求较高。ISO15156标准结合上述两类标准特点，取长补短，建立了既要适于使用，又注重安全 的试验和选材标准。 关键词 硫化物 应力腐蚀开裂 H，S腐蚀试验 NACEMR0175 EFC16＼EFC17 ISO15156 0 前言 1 材料在 HS环境下的应力腐蚀特征 在石油天然气开采过程中，H，s腐蚀往往会 H，s腐蚀有两种主要形式，一是电化学腐蚀 引起突发性灾难事故，这促使美 国NACE协会于 失重，二是HS腐蚀开裂。前者为材料电化学特 1975年颁布了 《油田用耐硫化物应力腐蚀开裂金 性差异产生的电化学腐蚀失效现象，表现为材料 属材料》，即NACEMRO175。到 目前为止，NACE 的均匀腐蚀或局部腐蚀失效。H，s腐蚀开裂是低 MRO175经过了25次投票，其内容进行了较大的 合金结构钢及其他材料在含 Hs的水溶液介质 修改和补充。NACEMRO175建立了Hs临界分 中使用时所产生的应力腐蚀开裂现象。由于应力 压值。当H，s分压超过临界值以后，就需要考虑 条件和钢的强度级别不同，存在两类不同的破坏 应力腐蚀开裂 (SCC)的威胁，提供选材指导方针、 形式：①在外加应力条件下产生的破坏；②在无外 耐蚀合金(CRA)应用界限及条件 (如溶液组成、 力或低外力作用下产生的氢致裂纹破坏。上述破 pH值、温 度、H，S分 压 )。NACE TMO177和 坏均属于脆性开裂。因此，对于 HS腐蚀，人们 NACETM0284两 个 试 验 标 准 则 是 对 NACE 更关注腐蚀开裂问题，这是导致许多突发事故的 MRO175的补充。 原因。影响硫化物应力腐蚀开裂的主要因素有温 欧洲腐蚀协会分别于 1995和 1996年单独出 度、pH值、阴极极化、形变速率及钢的组织和强 版了EFC16(含H，S环境条件下碳钢和低合金钢 度等。 的选材准则)和 EFC17(石油天然气开发用 CRA： H，S溶于水后电离形成的H 和HS一发生阴 H，S服役条件下的选材和测试方法)两个规范。 极还原反应，形成氢原子。对于CO 腐蚀 ，阴极 这两个规范尽管在出发点和内容上与NACE标准 反应生成的氢原子则在金属表面结合成氢分子， 不同，但仍被认为是NACE标准的重要补充 。 随后溶入液体中。但在含H，s系统中，硫化物离 之后，NACE和 EFC合作，由国际标准协会 子降低金属表面氢原子复合成氢分子的速率，易 ISO／TC67成立了第 7工作组，主要任务是收集 造成金属表面氢分子积累，为氢原子扩散进入金 和整理合适的、公开发表的HS环境下金属材料 属提供足够的驱动力，由此导致硫化物应力开裂 开裂的现场和实验室测试数据 ，出版 ISO／15156 (SSC)和氢致开裂 (HIC)。另外，局部阳极溶解 (石油天然气工业一含 HS环境油气生产用材 与应力耦合作用