文档介绍：热处理,则应力腐蚀的危险性最小。欧洲标准化组织CEOC提出的建议文件(编号R43/CEOC/CP82def)中指出,对于-20℃以上储存无对于-20℃以储存无水液氨的容器应采用强度较低的钢材(σs< 450MPa),如有可能则采取整体或局部的消除应力处理,而且检验周期应不超过4年
直至1998年化工部标准HG 20581-1998《钢制化工容器材料选用规定》才对液氨储罐用材作出规定:要求所用材料的σs≤355MPa,σb≤630MPa;并对碳当量提出要求:低碳钢和碳锰钢的Cd≤%,低合金钢Cd≤%;热处理状态至少为正火、或正火十回火、退火、
调质;硬度规定值为:低碳钢HV(10)≤220,低合金钢HV(10)≤245(均指单个值);原则上应进行焊后消除应力热处理。
国外还提出两条措施:
1,用水作为缓蚀剂
2,让储罐处在-33℃条件下也可使应力腐蚀的危险性最小
有的分叉有的不分叉。这种裂纹的扩展途径往往是混合型的,。
6、湿硫化氢的应力腐蚀和氢损伤
湿硫化氢环境中钢材开裂实际上有两类开裂现象。一种是应力诱导的氢致开裂(SOHIC),也是应力腐蚀;另一种是与应力无关的氢鼓泡(HB)和氢致开裂(HIC)。
电化学阳极反应方程可简单的表达为
Fe2十+S2-—→FeS(阳极溶解—腐蚀)阴极反应则为析氢过程
2H++2e—→2H(氢原子析出进入钢的基体)
(1)湿硫化氢引起的应力腐蚀开裂
电化学阳极反应方程可简单的表达为
Fe2十+S2-—→FeS(阳极溶解—腐蚀)
阴极反应则为析氢过程
2H++2e—→2H(氢原子析出进入钢的基体)
溶液的pH值对这一应力腐蚀过程有重要影响。pH很低时很容易开裂和造成试样断裂。推荐应采用HB≤200的钢作为油气田选用钢材的标准,屈服强度大于900~1000MPa的高强度钢在湿硫化氢环境很易发生这种应力腐蚀,不应用于此种环境。
(2)湿硫化氢引起的氢鼓泡
硫化氢溶于水之后离子氢渗入钢中成原子氢,再形成了氢分子并聚积成氢气团,且有很高的压力。当这些氢气团仅存在于接近钢材表面的表层时,很容易在平行于轧制方向的带状组织的层间鼓胀,使钢材表面出现鼓泡,鼓泡还可能破裂。湿硫化氢引起的氢鼓泡最容易发生在钢中硫化物夹杂处,且在常温下最易出现。
(3)湿硫化氢引起的氢致开裂
基于与氢鼓泡相同的机理。钢材的含硫良高,形成MnS夹杂亦多,导致层状开裂的机会就多。氢致开裂的突点是不需外加应力的诱导。
低强度钢在湿H2S环境中的氢鼓泡
低碳钢在湿硫化氢环境中出现氢致开裂的金相照片
⑷奥氏体不锈钢在湿硫化氢环境中的应力腐蚀开裂
除Cl-的原因外,湿硫化氢所引起的奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂问题往往被忽视。
重要的是失效分析中如何判断是湿硫化氢引起的还是Cl-引起的。湿硫化氢导致奥氏体不锈钢应力腐蚀裂纹有以下几个特点:
①剖面金相检验时其裂纹虽是穿晶扩展较多,但分叉少,不象Cl-引起的应力腐蚀裂纹分叉那么突出。
②裂纹的断口进行扫描电镜分析时往往呈解理状,不象Cl-应力腐蚀断口的河流状解理断裂那么明显。
③断口上有二次裂纹,但比Cl-应力腐蚀断口的二次裂纹少得多
④断口腐蚀产物在扫描电镜中做能谱分析时能出现显著的硫元素峰,比金属中的含硫量要大若干个数量级。⑸湿H2S应力腐蚀的预防
主要方法是:控制介质中的有害成分,即改善腐蚀环境;选用合适的材料;必要时对焊缝采取消应力退火热处理。
腐蚀疲劳失效
腐蚀疲劳是在腐蚀环境中的疲劳问题
氢腐蚀失效
氢对钢材有各种各样的损伤,本小节主要讨论高温高压条件下氢对钢材的腐蚀损伤。
Fe3C+4H0—→3Fe+CH4
氢腐蚀是一种化学腐蚀
腐蚀失效破坏形式
1、均匀腐蚀失效破坏形式
(1)韧性失效
因厚度大范围减薄而导致韧性失效,可以说因均匀腐蚀导致的韧性破坏是一种低载荷(而不是低应力)的韧性破坏。