几种钢材的硫化物应力腐蚀性能研究.pdf

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1、研究石Corros油ion&化P工腐蚀与防护rotectioninPetrochemicalIndustry2012，29(2)·16·几种钢材的硫化物应力腐蚀性能研究晁君瑞，宦建波，王维宗，张中平，施伟力(1．中国石化集团洛阳石油化工工程公司，河南洛阳471003；2．中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司，上海200129；3．上海材料研究所，上海200437)摘要：对炼油工业中5种常用钢材进行了腐蚀评价，旨在从腐蚀的角度为炼油装置的合理设计、选材、有效防护和开发新的耐蚀材料提供依据。采用恒栽荷法中的应力环研究了这5种材料在NACE饱和硫化氢溶液中的耐硫化物应力腐蚀性能，

2、并对影响材料抗硫化物应力腐蚀性能的合金成分、合金组织等相关因素进行了讨论。试验结果表明，在NACE饱和硫化氢溶液中，0Crl3和CF62抗SSCC的门槛应力值小于0．75倍的屈服强度，16MnR的门槛应力值大于等于0．75倍的屈服强度而小于0．95倍的屈服强度，0Crl8Nil0Ti和316L门槛应力值大于等于0．95倍的屈服强度，各种材料抵抗SSCC的能力从小到大的顺序为0Cr13，CF62，16MnR，0Crl8Nil0Ti和316L。为保证炼油装置的长周期安全运行，对于炼油装置中硫化物应力腐蚀非常苛刻的环境，应首先考虑316L和0Crl8Nil0Ti等抵抗硫化物应力腐蚀

3、能力大的材料，诸如OCrl3和CF62等抵抗硫化物应力腐蚀能力小的材料要慎重选用。关键词：炼油装置硫化物应力腐蚀恒载荷法应力环门槛应力值中图分类号：TG172．9文献标识码：A文章编号：1007—015X(2012)02—0016—03硫化物应力腐蚀破裂(SSCC)通常是由硫化出0．05～0．13mm的轻度圆锥形，使中央部位成氢阴极反应产生的氢造成的。在炼油领域，应力为最小断面。试样直径(4．04-0．01)mm，标距腐蚀破裂会发生在含酸的油气系统中，经常发生20mm。过渡圆弧为R6，螺纹部位M12×1P，试在高强度材料、高内应力的机加工材料和高硬度样标距部分表面光滑度为0．

4、81m以下。的焊缝处。金属材料的硫化物应力腐蚀开裂是危各种试样的化学成分和机械性能见表1和害比较大的腐蚀行为，炼油装置中的催化裂化装表2。置吸收解析系统、脱硫装置的再生塔顶的冷凝冷1．2实验介质却系统等易发生碳钢和不锈钢的硫化物应力腐蚀实验所用介质为NACE饱和硫化氢溶液破裂，随着高含硫原油数量的大幅度增加，硫(5％NaC1+0．5％CHCOOH)，溶液中硫化氢的化物应力腐蚀破裂问题日益受到企业重视。采用质量分数为0．23％一0．35％，溶液的pH值为恒载荷法对炼油工业中具有代表性的5种材料进2．8～4．0。行了研究，为炼油设备的合理设计、选材、有效防1．3实验装置护和开发新

5、的耐蚀材料提供依据。实验装置见图1。所用加载装置为应力环，加载应力为0～1033．5MPa。应力环的制造商为1实验美国俄亥俄州的CORTESTINCOPRORATED1．1实验材料WILU0UGHBY公司。选用炼油装置中具有代表性的5种钢材进行研究，它们分别为16MnR，0OCr17Nil4M02收稿日期：2011—09—20；修改稿收到日期：2012—01—20。(316L)，0Crl8Nil0Ti，CF62和0Crl3。作者简介：晁君瑞(1972一)，男，1999年7月毕业于西北轻工每种材料的实验用试样均取自钢板中心部业学院轻化工系防腐专业，高级工程师，一直从事炼油领域位

6、，且平行于滚轧方向，试样为光滑圆棒(按设备的腐蚀与防护研究工作。E-mail：chair．1pec@NACETM0177标准进行)。在试样标距中间加工sinopec．com。第2期晁君瑞等．几种钢材的硫化物应力腐蚀性能研究·17·表2各种试样的机械-眭能际屈服强度的载荷系数，取值范围为0～1．5；S为Table2Mechanicalpropertiesofmaterials试样的横截面积。采用0．75和0．95两个载荷系数进行实验，在每个载荷系数下，每种材料取3个平行试样在NACE饱和硫化氢溶液中进行试验，破裂时间取3个试样的平均值。2结果与分析所用的5种材料的试验结果见表3

7、。注：一屈服强度；Orb一拉伸强度；8一延伸率。表3各种材料的试验结果Table3Testresultsofmaterials图1应力环实验装置Fig．1Proofringssexperimentaldevice1．4实验方法由表3可知，16MnR在载荷系数为0．75时，按照NACE标准，恒载荷方法采用应力环进在实验周期720h内没有发生断裂；在载荷系数行。在试样上加载不同的应力，将试样放入为0．95时，发生了断裂，表明在NACE饱和硫化NACE饱和硫化氢溶液中，测定从开始到破裂的氢溶液中，16MnR的