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- 2013-11-13 09:07:41
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硫化氫對井下工具的腐蝕程度由材料因素和環(huán)境因素影響。其中又以材料因素的影響最為顯著。材料因素中影響鋼材抗硫化氫應力腐蝕性能的主要有材料的顯微組織、強度、硬度以及合金元素等等。
⑴ 顯微組織:
對應力腐蝕開裂敏感性按下述順序升高:鐵素體中球狀碳化物組織→完全淬火和回火組織→正火和回火組織→正火后組織→淬火后未回火的馬氏體組織。
(2)強度和硬度:
隨屈服強度的升高,臨界應力和屈服強度的比值下降,即應力腐蝕敏感性增加。材料硬度的提高,對硫化物應力腐蝕的敏感性提高。材料的斷裂大多出現(xiàn)在硬度大于HRC22(相當于HB200)的情況下,因此,通常HRC22可作為判斷材料是否適合于含硫油氣井鉆探的標準。
⑶ 合金元素及熱處理:
有害元素:Ni、Mn、S、P; 有利元素:Cr、Ti
碳(C):增加鋼中碳的含量,會提高鋼在硫化物中的應力腐蝕破裂的敏感性。
鎳(Ni):提高低合金鋼的鎳含量,會降低它在含硫化氫溶液中對應力腐蝕開裂的抵抗力。原因是鎳含量的增加,可能形成馬氏體相。所以鎳在鋼中的含量,即使其硬度HRC<22時, 也不應該超過1%。含鎳鋼之所以有較大的應力腐蝕開裂傾向,是因為鎳對陰極過程的進行有較大的影響。在含鎳鋼中可以觀察到最低的陰極過電位,其結果是鋼對氫的吸留作用加強,導致金屬應力腐蝕開裂的傾向性提高。。
鉻(Cr):一般認為在含硫化氫溶液中使用的鋼,含鉻0.5%~13%是完全可行的,因為它們在熱處理后可得到穩(wěn)定的組織。不論鉻含量如何,被試驗鋼的穩(wěn)定性未發(fā)現(xiàn)有差異。也有的文獻作者認為,含鉻量高時是有利的,認為鉻的存在使鋼容易鈍化。但應當指出的是,這種效果只有在鉻的含量大于11%時才能出現(xiàn)。
⑷ 冷加工:經(jīng)冷軋制、冷鍛、冷彎或其他制造工藝以及機械咬傷等產(chǎn)生的冷變形,不僅使冷變形區(qū)的硬度增大,而且還產(chǎn)生一個很大的殘余應力,有時可高達鋼材的屈服強度,從而導致對SSCC敏感。一般說來鋼材隨著冷加工量的增加,硬度增大,SSCC的敏感性增強。
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