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825合金在高温高压H2S/CO2情况中的应力腐化研究

发布者:恒博物资 发布时间:2015年07月19日 来源:无缝方管  阅读:

  

  湿H2S介质中的应力腐化开裂(SSCC)在炼油厂各装配中均有浮现,而在脱硫装配和尾气脱硫装配中较为凸起,例如,在液态烃脱硫再生塔顶冷凝器,再生塔顶酸性气体冷却体系、设备和管线以及酸性水返回双塔汽提的管线。同样开采天然气田时,因为钻采集输等设备面对不合温度的H2S气体或H2S+CO2混淆气体的腐化,以Incoloy825合金为代表的耐蚀合金广泛应用于上述介质中的设备、管线体系中,是以研究其硫化氢引起的应力腐化(SSCC)特点,对其运行安然的靠得住性异常须要。

  实验用板材采取EF+AOD+ESR冶炼工艺,实验用料规格为Φ266mm×800mm。在两吨锤上开坯成40mm厚板坯,在1160℃轧成5mm板,940℃×1h退火后冷轧成2mm薄板,再经940℃×1h水冷。采取进口板材进行比较实验。

  试样尺寸:70×10×(1.5~1.9),用SiC水砂纸逐级打磨至1000#,用蒸馏水清洗,丙酮除油。应用25MPa哈氏合金动态高温高压釜开展H2S/CO2腐化实验,溶液介质为15%NaCl水溶液,并向溶液中添加1g/l单质硫,实验温度175℃,H2S和CO2各为3.5MPa,实验时光为720h(30d),实验前在室温下先通2h高纯氮气除氧,然后通入H2S气体达到饱和,升温至目标温度以确保H2S分压为3.5MPa,降温至室温,通入CO2气体,再升温至目标温度,使得CO2分压达到3.5MPa,及总分压达到7MPa,要确保目标温度下H2S和CO2气体分压达到3.5MPa。

  腐化实验按GB/T15970.2-2000《金属和合金的腐化应力腐化实验第二部分:弯梁试样的制备和应用》;按请求进行金相不雅察、扫描电镜不雅察和成分分析、外面钝化膜构造分析。实验成果注解:

  (1)Incoloy825板材在高温高压釜H2S/CO2介质中,170℃下30d腐化是很稍微的,腐化层增厚仅几十微米,在应力感化下,并未引起开裂,抗SSCC机能很好,克己和进口板基机能邻近。

  (2)Incoloy825合金在空气中能自钝化,其钝化膜是因为Cr2O3和NiO构成。钝化膜厚度大于1.5nm。

  (3)在高温高压下的复杂介质中,钝化膜破坏掉去保护感化,其根本机理为Cl-离子水溶液中钝化物的消融,高温S的快速扩散形成硫化物,同样破坏了致密氧化物的保护感化,同时因为Incoloy825合金含有很高Cr、Ni和较多Mo、Cu的结合感化,同时因为温度比较低(170℃)硫化物感化不大,是以仅形成很薄的腐化层,并未引起明显的裂纹,所以对合金力学机能影响很小。

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