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腐蚀和酸性环境选材ISO_15156-2009.
SOHIC:大约与主应力(残余的或外加的)方向垂直的一些
交错小裂纹,导致了像梯子一样的,将已有的HIC裂纹连 接起来
二 ISO 15156标准概况及组成
ISO15156-2009(First edition)——原ISO 15156/NACE MR0175-2003 升版 在原NACE MR0175基础上结合EFC 16/EFC 17形成 标准由以下三部分组成: Petroleum and natural gas industries—Materials for use in H2S-containing Environments in oil and gas production— Part 1:General principles for selection of crackingresistant materials Part 2:Cracking-resistant carbon and low-alloy steels, and the use of cast irons Part 3:Cracking-resistant CRAs corrosion resistant alloys) and other alloys
三 标准术语
SSC(sulfide stress-cracking) 硫化物应力开裂 cracking of metal involving anodic processes of localized
corrosion and tensile stress (residual and/or applied) in the presence of water and H2S (在有水和硫化氢存在的情况下,与腐蚀和拉应力有关的一 种金属开裂)
SOHIC(stress-oriented hydrogen-induced cracking)应
力导向性氢致开裂 SCC(stress corrosion cracking) 应力腐蚀开裂 HSC(hydrogen stress cracking)氢应力开裂 SZC(soft-zone cracking)软区开裂 SWC(Step-wise cracking)阶梯裂纹 CRA( Corrosion-resistant alloy)耐蚀合金 HRC(Rockwell hardness)洛氏硬度 HBW (Brinell hardness) 布氏硬度 HV (Vickers hardness) HZC(Heat-affected zone) 热影响区 SOUR SERVICE: exposure to oilfield environments that contain sufficient H2S to cause cracking of materials by the mechanisms addressed by this part of ISO 15156
SSC:在有水和H2S存在的情况开裂,与金属表面、拉 应力方向垂直。是氢应力开裂(HSC)的一种,它与在金属 表面的因酸性腐蚀所产生的原子氢引起的金属脆性有关。 在硫化物存在时,会促进氢的吸收。原子氢能扩散进金属 ,降低金属的韧性,增加裂纹敏感性,高强度金属和较硬 的焊缝区更易发生。
CORROSION:腐蚀,通常所说的腐蚀更倾向于全面腐蚀、
点蚀等,会产生化学或电化学反应,引起质量损失,可以 通过增加腐蚀裕量来解决
钢暴露于湿H2S环境开裂现象 (摘自尤利格腐蚀手册)
在酸性环境服役的焊接件同时出现的几种氢损伤
HB:开始形成的氢原子在钢中扩散并在氢陷阱处致氢鼓泡
的发生
一 CRACKING AND CORROSION
CRACKING:开裂,只要有裂纹源,裂纹会扩展,扩展
速率有时会很快,不能通过增加腐蚀裕量来解决消除,在 含硫化氢的酸性环境中,通常开裂起着主导因素。该环境 中H2S对腐蚀起着主导作用,水是引起腐蚀的必要条件, CO2存在会促进腐蚀,究其本质也是应力腐蚀,即使在无 外加应力情况下也是因氢压引起,详见对HB的分析,见下 图(f).
HIC(hydrogen-induced cracking)氢致开裂 planar cracking that occurs in carbon and low alloy
steels when atomic hydrogen diffuses into the steel and then combines to form molecular hydrogen at trap sites (为氢原子扩散进钢铁中并在陷阱处结合而成氢分子时所引 起的在碳钢和低合金钢中的平面裂纹)
腐蚀与酸性环境选材
ISO 15156-2009 SECOND EDITION (ISO 15156/NACE MR0175) 标准学习
2012.12
说明
涂蓝色为个人不太确定或理解的内容 涂绿色为关键点 素材摘自NACE MR 0175,尤利格腐蚀手册, NACE
Corrosion Engineer‘s Reference Book (3rd Edition)等 对于规范中涉及到油气井、钻井、完井、井口、采油树、 矿场设备和矿场处理装置的内容做了删减 对有些内容仅罗列了关键的点,在设计以及标准使用过程 中仍需要参阅标准 对于有些项目业主会提出不同于该标准的要求,需要参考 具体的规格书,通常大石油公司都有自己的酸性环境选材 规范,其内容可能会存在些许差异,但其原则都是一样的
HIC:是氢鼓泡的一种形式,由平行于钢表面的层状裂纹在
厚度方向上相连接,由个体缺陷连接引起的损伤能导致沿 壁厚方向的迅速穿透。有文献报道在沙特的酸性气体管线 中,失效发生于启用的数周之内,影响长度约10km。无需 外部应力即可发生。 HIC发生三个步骤: 氢原子在钢表面的形成和从表面的进入 氢原子在钢基体中的扩散 氢原子在陷阱处的富集,内部压力增加,从而导致裂纹萌 生和扩展