SSC硫化氫應(yīng)力腐蝕測試標(biāo)準(zhǔn)和腐蝕條件

石油加工過程中的H2S主要來源于含硫原油中的有機(jī)硫化物，如硫醇和硫醚等。這些有機(jī)硫化物在原油加工過程中受熱會(huì)分解出H2S。干燥的H2S對金屬材料無腐蝕破壞作用，H2S只有溶解在水中，才具有腐蝕性。在ATK-101B天然氣液體球罐的檢測中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)力腐蝕不同于一般性腐蝕引起的機(jī)械破損，也不是整個(gè)儲(chǔ)罐的大面積減薄，而是發(fā)生在局部的罐體區(qū)域，具有較大的突然性。

對于輸氣管道,產(chǎn)生SSC的基本條件:一是輸送介質(zhì)中酸性H2S含量超過臨界值,二是拉應(yīng)力的存在,兩者相符相成,缺一不可。輸氣管道主要腐蝕介質(zhì)是H2S的水溶液(石油氣中的水汽),H2S只有融入水,才具有酸性,發(fā)生SSC的臨界值為12個(gè)ppm,脫水干燥過的H2S,可視為無腐蝕性;應(yīng)力主要為輸送工作應(yīng)力、焊接殘余應(yīng)力。美國一篇調(diào)研報(bào)告指出,90%以上的SSC發(fā)生在管線的出站端,原因就在于這里有較大的應(yīng)力。

硫化物應(yīng)力腐蝕(Sulfide Stress Corrosion Cracking，SSCC或SSC)是應(yīng)力腐蝕(SCC)中的一個(gè)特殊類型，但與通常所說的應(yīng)力腐蝕有所區(qū)別，在通常所說的應(yīng)力腐蝕中，環(huán)境所起的作用是以陽極溶解為主，而SSC則是以陰極充氫為主。目前SSC機(jī)理尚未被完全揭示，但目前大多數(shù)學(xué)者傾向于這種開裂是由氫導(dǎo)致，并且硫離子或硫化氫對氫向材質(zhì)內(nèi)的擴(kuò)散有一定的促進(jìn)作用。在石油、天然氣(尤其是天然氣)長輸管道中，高壓高強(qiáng)度管道的硫化物應(yīng)力腐蝕開裂會(huì)引發(fā)重大的安全事故，因此需要評價(jià)管線鋼的抗SSC性能，保證管道的安全。

SSC硫化氫應(yīng)力腐蝕測試標(biāo)準(zhǔn)

NACE TM 0177-2016：金屬在H2S環(huán)境中抗硫化物應(yīng)力開裂和應(yīng)力腐蝕。

NACE MR 0175-2009：石油和天然氣工業(yè) 油、氣生產(chǎn)中含硫化氫(H2S)環(huán)境下使用的材料 耐裂化材料選擇的一般原則。

GB/T4157-2006：金屬在硫化氫環(huán)境中抗特殊形式環(huán)境開裂實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。

ISO 15156-1-2009：石油和天然氣工業(yè) 油、氣生產(chǎn)中含硫化氫(H2S)環(huán)境下使用的材料 耐裂化材料選擇的一般原則。

SY/T 0599-2006：天然氣地面設(shè)施抗硫化物應(yīng)力開裂和抗應(yīng)力腐蝕開裂的金屬材料要求。

SSC硫化氫應(yīng)力腐蝕條件 

1.腐蝕環(huán)境。a.介質(zhì)中含有液相水和H2S，且H2S濃度越高，應(yīng)力腐蝕引起的破裂越可能發(fā)生。b.一般只發(fā)生在酸性溶液中，pH小于6容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂;pH大于6時(shí)，硫化鐵和硫化亞鐵所形成的膜有較好的保護(hù)性能，不易發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。當(dāng)系統(tǒng)中存在氰根離子時(shí)，氰根離子將與亞鐵離子結(jié)合生成絡(luò)合離子，其濃度比FeS小得多，因此FeS失去了成膜條件，使該系統(tǒng)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。c.腐蝕環(huán)境溫度為0～65℃。

2.結(jié)構(gòu)材料中(殼體及其焊縫、接管等)必須存在應(yīng)力。

3.材料同腐蝕環(huán)境的相互搭配，如濕環(huán)境下H2S對高強(qiáng)度鋼的應(yīng)力腐蝕。

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