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湿H2S环境中要选不锈钢,HG/T20581没提,那看NACE MR0103

时间:2021-10-29 来源: 浏览:

湿H2S环境中要选不锈钢,HG/T20581没提,那看NACE MR0103

原创 李工 卢梭说压力容器
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在石油、石化、天然气等工业中,由于原料中的 各种硫化物 在加工过程中通常分解成 硫化氢 ,硫化氢腐蚀问题普遍存在,而一些情况下,硫化氢又与 Cl-, O2, CO2, HCl, HCN, H2, S, SO2 等混合在一起,互相促进,使腐蚀环境更加恶劣。  

材料遭受硫化氢腐蚀时,其破坏形式是多样的,包括 全面腐蚀、坑蚀、氢鼓泡、氢诱发阶梯裂纹、氢脆硫化物应力腐蚀 等。

1 、全面腐蚀 碳钢 在250C以下的无水硫化氢基本不腐蚀,当有水共存时对金属将产生明显的腐蚀,影响因素:腐蚀产物和结构、硫化氢浓度、温度、PH值、暴露时间、流速等。  

2 、氢鼓泡和氢诱发阶梯裂纹 碳钢 ,尤其是强度较低的钢,在H2S-H2O系统中,钢铁表面可能出现 氢鼓泡 ,钢铁内部可能出现平行于轧制方向的 氢诱发阶梯裂纹 (又称氢诱发破裂)。(提钢材的纯净度能够有效避免氢鼓泡和氢诱发阶梯裂纹)  

3 、硫化物应力腐蚀破裂SSCC :在硫化氢腐蚀中占比大、后果最严重,高强度、高硬度材料对SSCC非常敏感。碳钢和低合金钢断口明显覆盖着硫化物腐蚀产物,而不锈钢表面及断口则无明显腐蚀迹象,且腐蚀产物极少。

对SSCC的机理认识主要包括氢脆、阳极溶解型应力腐蚀破坏或二者联合作用(氢脆主导)。

氢诱发奥氏体不锈钢的马氏体相变是亚稳定型奥氏体不锈钢在硫化氢环境中破裂的主要原因。

SSCC受硫化氢浓度、温度、溶液pH及添加剂等 环境因素 的影响,此外,还受 材料因素 (化学成分、热处理和显微组织、强度、硬度、焊缝硬度)、应力水平、材料表面因素等的影响。

为避免SSCC,对 碳钢和低合金、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢有色金属 等各类材料的要求可参考美国标准 NACE MR0103  Petroleum, petrochemical and natural gas industries —  Metallic materials resistant tosulfide stress cracking in corrosive petroleum refining environments.  国内有也类似的标准如HG/T 20581、SH/T 3193等,但与NACE MR0103相比,内容少了一些。

相较于碳钢而言,MR0103对奥氏体不锈钢的要求较为简单,主要是成分和硬度限制。  

参考文献:腐蚀与防护手册——化工生产装置的腐蚀与防护
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