20R系列材料在油田三高环境的耐蚀性.pdf

研 究 C石 油 化 工 腐 蚀 与 防 护 orrosion＆ProtectioninPetrochemicaIIndustU 2 0 l 0 ， 2 7 ( 5 ) · 8 · + ’。+ + + 。+ ‘+‘ “+ 、 ， i设 备 ÷ ． ．+ + ．．+ ．．+ -+ + 。+ 一 20R系列材料在油 田三高环境的耐蚀性 郭志军 周建军 陶哓娟 谢 申 (兰州石油机械研究所，甘肃 兰州730050) 摘要：系统研究了20R，20R—Z35和20R(HIC)等压力容器用钢在油气田高含H2S—CO2一Cl一环 境下的抗腐蚀特性，分析了在这种工况条件下20R系列材料作为压力容器用材的适用性，确定了20R 系列各牌号材料的适用范围。20R(HIC)可以用于油气田三高环境下的压力容器设备，20R—Z35有 一 定的应力腐蚀敏感性，使用需谨慎，SA5l6—60和20R不宜使用。 关键词 ：20R系列材料 压力容器 HS—CO 一C1一腐蚀 油 田 选材 中图分类号：TG172．6 文献标识码：A 文章编号：1O0r7—015X(2010)05—0oO8一o5 高含HS—CO 一C1一(以下简称三高)环境下 useinH2S—containingEnvironmentsinoilandgas 油气田采出水普遍呈腐蚀性组分含量上升、温度和 production}和 HG20581—1998《钢制化工容器材 pH值波动大的趋势-l】J。因腐蚀机理尚不明确， 料选用规定》的相关选材规定。随着冶金技术的 导致油气田压力容器设备选材无章可循，设备的实 提高，控制 s的质量分数在0．003％以下，加入 ca 际用材比较混乱，腐蚀问题 日益突出，成为潜在的 和RE使MnS夹杂物由条状变为球状，从而开发出 安全隐患。如某气田使用20R系列和ASTM516— 了20R(HIC)和SA516—60(HIC)等抗湿 H2S的 70材料制造 的分离器和汇器管等承压设备，投入 钢种，这些材料已在湿 HS环境 中大量成功应用。 运行仅 100多小时，就发生开裂泄漏，导致气 田全 20R—Z35是在厚度方向有 良好抗层状撕裂性能的 面停产。因此，在三高环境下如何经济合理地选材 材料，在油气田的三高环境下有一定的使用经验， 和制定制造工艺，以保障设备的长期安全运行是 目 但对于20R系列材料在三高环境中的适用性研究 前亟待解决的问题。 尚未见报道。 20R—Z35的S质量分数为0．005％，z大于 1 三高介质概况 等于35％ 。弹性模量E为2．06×10MPa[¨， 三高介质属严重湿 HS环境，水质一般 为 密度为7．85kg／dm3。 CaC1：型，矿化度为(1～3)×10mg／L，C1一为(1～ 2．5)×10mg／L，Ca 和Mg2含量较高，并有硫酸 3 腐蚀研究 盐还原菌和腐生菌，水质原位pH值为4～7，最高 共对 l0个炉批号的 20R，各 3个炉批号的 温度 110℃左右，压力容器中H：s和CO：分压一 20R(HIC)，20R—Z35和 SA516—6O进行了试验 ， 般小于5MPa -6]。 试验钢板经 100％ 超声探伤 (uT)和磁粉探伤