硫化氢环境材质选择Mr0175ISO15156标准讲解.pptx

油田设备用抗硫化物应力腐蚀断裂和应力腐蚀裂纹的金属材料选择ISO 15156-2009 SECOND EDITION(ISO 15156/NACE MR0175)标准讲解2015年3月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一 CRACKING AND CORROSIONCRACKING：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）.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SSC:在有水和H2S存在的情况下，与腐蚀和拉应力（外应力或残余应力）有关的一种金属开裂，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。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 cracking-resistant materialsPart 2:Cracking-resistant carbon and low-alloy steels, and the use of cast ironsPart 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）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）SOHIC（