正航仪器硫化物应力腐蚀特点以及影响因素
在湿润硫化氣环境中的硫化物应力腐蚀开裂较早是油井用钢管的SSCC，时间可追 述到1925年美国的石油和天然气开采。之后在日本也发现了液化石油气r：纏的硫化物 应力腐蚀幵裂问题。随着硫化物应力腐烛问题在石油的开采、炼制、fc存过程中不断暴 露，对硫化物应力腐烛幵裂的研究也不断深入。并且关于进行SSCC的实验方法也形成 了一套成型的标准，由美国腐蚀工程师协会（NACE)所制定。而针对实际情况，如何 把实验室所得的结论较好的应用于实际石油炼厂的腐烛防护依然是一个比较困难的问 题。
1.硫化物应力腐油特点
在天然气、石油钻采种出现油气管、套管、阔门等硫化物应力腐蚀破裂（SSCC) 发现SSCC具有许多特点【《】：
(1)在比预想低得多的载荷下断裂；
(2)SSCC的发生一般很难预测，事故往往是突发性的；
(3)—般材料经过短暂暴露后就出现破坏，以一星期到三个月的情况维多。但也 有例外,例如合金钢制的气体钢瓶发生SSCC所经历的时间从开始充气后的24小时至5 年；
(4)材料呈脆断状态，断口平整；
(5〉破裂源通常位于薄弱部位，这些部位包括应力集中点、机械伤痕（如刻痕、 打标记处、痕、打硬度痕迹等）、蚀孔、蚀坑、偉接热影响区、煌缝缺陷、冷加工、 萍硬组织等；
(4)碳钢和低合金钢断口上明显地覆盖着硫化物腐蚀产物，而不锈钢表面及断口 往往无明显腐蚀痕迹，腐蚀产物极少；
(4)对材料的强度与硬度依赖性很强，高强度、高硬度的材料对SSCC十分敏感；
(4)裂纹粗，无分枝或少分枝，多为穿晶型，也有晶间型或混合型；
(4)未回火马氏体组织对SSCC特别敏感。
1.5.2硫化物应力腐烛破裂的影响因素
SSCC受Its浓度、溶液pH值、温度等环境影响，同一材料由于所处环境不同， SSCC倾向也不同；另外钢的化学成分、显微组织、强度以及硬度等材料因素在SSCC 中也有重要影响丨541。
(4)H2S浓度的影响
氛的渗透通量随着介质中H2S分压增大而增大，所以一般情况下，SSCC的敏感性 随水相中的H2S浓度的增加而增加，并在饱和的H2S溶液中达到值。目前，还不清 楚是否存在产生SSCC的H2S浓度下限值，在Clppm的浓度下也产生SSCC,只不过所 需的时间很长而己。
(4)pH值的影响
依据湿硫化氧应力腐烛开裂的机理，可以预期，随着PH值的降低，IT浓度增加， 应力腐蚀断裂的敏感性增加。在室温下饱和H2S水溶液中的30CrMo、lCrl8Ni9Ti和阿 姆克铁，在pH低时迅速破裂，PH4.2时最严重，pH值为5-6时不易破裂，pHW时完全 不破裂。在研究排水的pH对钢腐烛及渗氧影响时，发现当有H2S存在时，在所研究的 pH范围（1.5-11.5)内都有氣渗入钢中，以pH值=4时为。
(4)温度的影响
钢在HzS环境中的稳定性与温度的关系是复杂的，有时得到的实验规律相反。在饱 和H2S-H2O系统中的65r钢，温度从室温提高到60-7(rC时，对SSCC敏感性增加，温 度高于7(rc,这种敏感性又减弱。P-110级材料在115%屈服强度下含5%NaCl的HzS 溶液中温度从24癈升高到66-C时破裂敏感性明显减少，而相应于破坏的硬度从 24'C的HRC15增加到93'C的HRC=35。一般碳钢和低合金钢在20-4(rC温度范围内对 SSCC敏感性，温度对奥氏体不诱钢的影响却相反，根据研究得出的数据和现场事 故调查结果，奥氏体不绣钢的SSCC大多发生在高温环境。
(4)溶液中其他成分的影响
关于溶液中cr存在对幵裂的影响问题尚不清楚，有的报道说起加速作用，也有的 认为完全没有影响。关于C02共存的作用，有的认为是降低开裂临界应力值，但其作用 尚不很清楚。
(4)材料因素对硫化物应力腐蚀破裂的影响
①钢的化学成分的影响：通过对钢的化学成分与SSCC之间关系研究，一般认为 A1、Ti、V、B、Cu等元素能提髙钢的抗SSCC性能。Ni、S、P、Mn、N、H等对于低 合金钢抗SSCC性能不利。对C、Cr、Mo、Si等元素的作用看法不一。
②热处理和显微组织的影响：髙温萍火处理后的得到的未回火马氏体组织抗SSCC 性能呢个最差；高温萍火+回火得到的马氏体组织具有很好的抗SSCC性能（含髙S、P 或髙Cr钢除外）；高温下奥氏体化后缓慢冷却正火+回火或等温处理时出现的粗大的球 状或薄片状谈话无组织的抗SSCC性能介乎上两者之间。
③材料硬度影响：硬度对SSCC有很大影响的研究数据，许多来自现场破坏事故。 硬度值越高，发生SSCC所需的临界应力值越低，破坏所需的时间越短。分析统计破坏 事故和实验研究数据，得出材料不发生SSCC的最髙硬度值在HRC20-27之间。而煤缝 破话一般发生在硬度大于HB200的部位。
2.课题研究的内容
2007年6月起,本人参与所在课题组与某炼厂合作进行的大型石油炼制设备的腐蚀 诊断。主要针对该炼厂的设备以及管线的腐烛案例进行诊断，近两年时间累积腐烛案例 30多起。统计发现约有1/4的案例为应力腐烛开裂所引起，并且所有开裂案例80%都发 生在燥缝部位。
而在石油炼厂中，存在着一系列管线被称为酸性水线，这些管线材质均为20#钢； 内部介质均含有H2S;工作温度比较低，介质为液态；辉缝部位对腐烛敏感。随着炼厂 所炼制的原油含硫量提髙，该厂的酸性水含硫量也随之提高，则这些酸性水线以及酸性 水储罐的硫化物应力腐烛开裂（SSCC)的敏感性增加。本文主要针对20#钢管以及其焊 缝部位的硫化物应力腐烛幵裂敏感性进行以下研究。
(4)20#钢管以及其燥缝部位的硫化物应力腐蚀幵裂敏感性进行研究。
主要通过C形环法加载试验对煌缝试样以及无煤缝试样的SSCC敏感性研究对比， 并通过对母材与煤缝的显微组织以及硬度来讨论试样的SSCC敏感性。
(4)研究饱和H2S浓度下，环境因素对煌缝试样的SSCC的影响。
通过C形环法加载试验对揮缝试样在不同温度、pH值以及cr浓度SSCC开裂敏感 性的研究。借以帮助石油炼厂针对SSCC的防护，对介质pH值、cr含量等的工艺调节 制定初步方案。
