Q245R、Q345R焊接接头抗硫化氢应力腐蚀试验研究.pdf

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1、第42卷第5期化工机械635Q245R、Q345R焊接接头抗硫化氢应力腐蚀试验研究+傅伟“‘黄声义1陈守清!刘庆生1(1．重庆特种设备检测研究院；2．重庆华川油建装备制造(集团)有限公司)摘要通过Q345R、Q245R材料的埋弧焊焊接接头抗硫化氢应力腐蚀试验研究，为压力容器制造企业合理选材提供依据和方向。关键词焊接接头高含硫化氢硫化物应力开裂氢致开裂中图分类号TQ050．6文献标识码A文章编号0254-6094(2015)05-0635-05随着社会经济的快速发展，对各种能源和原料的需求不断增加，高含硫油气田的

2、开发和高含硫原油的进口越来越多：纵观承压没备的检验案例，在湿硫化氢环境中因硫化氢应力腐蚀导致的特种设备失效事故时有发生：Q345R、Q245R作为压力容器制造广泛使用的材料，面临焊接接头抗高含硫化氢环境应力腐蚀的问题，如何选材才能保证特种设备的安全运行，是这类压力容器制造企业关注的焦点。笔者通过试验研究了Q345R、Q245R焊接接头的抗硫化氢应力腐蚀特性，试图解决实际高含硫化氢环境中压力容器的选材问题。1试验简介1．1试验所用标准在高含硫化氢环境中，对Q345R、Q245R焊接接头分别进行抗硫化物应力开裂(S

3、SC)和氢致开裂(HIE)试验，SSC以ASTMG39—99(2011)《弯梁应力腐蚀试验试件的制备和使用》和NACETM0177．2005《金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂实验室试验》为理论基础；HIC以NACETM0284—2011《管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法》为理论基础。1．2母材材料Q245R(厚度8=42ram)，主要化学成分为：C(0．190％)、Si(0．210％)、Mn(0．650％)、P(0．005％)、S(0．001％)。主要力学性能为：抗拉强度Rd(286MPa)

4、、屈服强度R。(454MPa)、伸长率A(32％)、冲击功A。。(一20。C，90．1)。Q345R(厚度8=12ram)，主要化学成分为：C(0．170％)、Si(0．130％)、Mn(1．450％)、P(0．012％)、S(0．008％)。主要力学性能：抗拉强度尺。。．(392MPa)、屈服强度尺。(552MPa)、伸长率A(26．5％)、冲击功A¨(0。C，63J)。1．3焊接接头Q245R焊接使用埋弧焊，x型坡口，焊接材料为H08MnA和F4A2-H08A，焊后热处理工艺为620℃X1．75h。焊接接头

5、均按JB／T4730．2-2005进行无损检测，按NB／T47016-2011进行力学性能检验。Q345r{焊接使用埋弧焊，I型坡口，焊接材料为F5A2一H10Mn2和F4A2一H08A，焊后热处理工艺为620。CX0．5h。焊接接头均按JB／T4730．2—2005进行无损检测，按NB／T47016—20ll进行力学性能检验。1．4试验条件硫化物应力开裂(SSC)试验条件为：试验压力常压、试验温度24～25℃、试样尺寸115mmX15mm×5ram(焊缝居中)、试验溶液5％NaCl++重庆市质量技术监督局科技

6、计划专项资助项目(2008一ky一2005)。}}傅伟，女，1965年4月生，高级工程师。重庆市，401121。636化工机械2015年0．5％乙酸的蒸馏水溶液、饱和H：s气体、试验周期720h。氢致开裂(HIC)试验条件为：试验压力常压、试验温度25±3℃、试样尺寸lOOmmX20ramX30(11)mln(焊缝居中)、试验溶液5％NaCl+0．5％乙酸的蒸馏水溶液、H2S浓度2542mg／L、充H，s前pH值2．74、充H：s至饱和时pH值3．06、结束前pH值3．86、试验周期96h。2试验结果2．1硫化

7、物应力开裂(SSC)试验结果采用ASTMG39．99(2011)的四点弯曲法加载，填盖焊面受拉应力，加载应力为85％R。。；按NACETM0177．2005的试验方法进行SSC试验，经720h未发生应力开裂。2．2氢致开裂(HIC)试验结果按照NACETM0284．201l进行HIC试验，经96h的试验结果见表1、典型氢鼓泡形状如图1所示、典型HIC裂纹形貌如图2所示。表1Q245rt、Q345R焊接接头氢致开裂(HIC)试验结果母材材料。嚣=．试样编号鼓泡情况断面编号裂竺麓率裂兰麓率裂萎鬻率—————————

8、———————————————_-—I-_____-____-_—-I__———_————————_—-—_____--—_—————————————————--—●l---。_-——————_—-—_-—-一Q2451t35．3T121有氢鼓泡12110．000·00T122有氢鼓泡T123有氢鼓泡34．5T111有氢鼓泡T112有氢鼓泡T113有氢鼓泡Q345R34．5T21有氢鼓