碳酸盐硫化氢复杂环境中16mnr钢应力腐蚀开裂的试验研究

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1、碳酸盐硫化氢复杂环境中16MnR钢应力腐蚀开裂的试验研究董月香，张玮。。高增梁，杨铁成(1．荆楚理工学院，湖北荆门448000；2．浙江工业大学化工机械研究所，浙江杭州310014；3．合肥通用机械研究院国家压力容器与管道安全工程技术研究中心，安徽合肥230031)摘要：针对石油化工生产装置可能出现的HS—CO：一H0，HS—CO，一H0等腐蚀类型，采用楔形张开加载预裂纹试验，研究了16MnR钢在碳酸盐和硫化氢复杂环境中的应力腐蚀裂纹扩展行为，在试验采用的复杂介质环境下，16MnR钢的应力腐蚀裂纹扩展速率为0．33×10一～4．31×10～

2、mm／s。关键词：16MnR；应力腐蚀；WOL试验；硫化氢；碳酸盐中图分类号：TG172．9文献标识码：A文章编号：1001—4837(2010)07—0001—04doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2010．07．001ExperimentalResearchonSCCof16MnRSteelinSolutionContainingCarbonateandHydrogenSulfideDONGYue—xiang，ZHANGWei，GAOZeng—liang，YANGTie—cheng(1．JingchuUniver

3、sityofTechnology，Jingmen448000，China；2．ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China；3．HefeiGeneralMachineryResearchInstitute，NationalTechnologyResearchCenteronPressureVesselandPipelineSafetyEngineering，Hefei230031，China)Abstract：BasedonthecorrosiontypeofH2S—CO2一H20，

4、H2S—CO3一一H20etc．，whichmaybepresentinpetrochemicalproductionunits，thewedge—openloadingtestsof16MnRsteelunderthetom—plexenvironmentcontainedcarbonateandhydrogensulfidewerecarriedout．Inthetestcondition，thestresscorosioncrackpropagationrateis0．33×10一。一4．31×10一mm／s．Keywords：16M

5、nRsteel；stresscorosion；wedge—openloadingtests；hydrogensulfide；carbonate往会导致无先兆的灾难性事故，给安全生产带来0引言严重威胁。16MnR作为一种常用压力容器用钢，广泛应用于化工、炼油等行业，研究16MnR在各应力腐蚀现象在化工、炼油等企业的设备及种介质环境中的应力腐蚀裂纹扩展行为，对设备管道中时有发生卜。因应力腐蚀属于一种低应剩余寿命的正确预测，指导安全生产具有重要意力脆性破坏，断裂前很少出现宏观的塑性变形，往义。基金项目：国家科技部“十一五”科技支撑计划项目：腐蚀与

6、高温环境下承压设备安全评估技术研究与工程应用(2006BAK02B02—02)·1·碳酸盐硫化氢复杂环境中16MnR钢应力腐蚀开裂的试验研究Vo127．No'／2010文中选择16MnR作为研究对象，采用楔形张环境具体见表2。试验溶液在常温下采用分析纯开加载预裂纹试验方法，研究了16MnR在碳酸盐制剂配制。和硫化氢的复杂介质环境中的应力腐蚀裂纹扩展表2WOL试验环境行为。试验环境NaCO3浓度H：S浓度温度编号／％／ppm／℃1试验方法125200252l55O253255057．51．1试样制备4535057．5试验所用原材料为2007年

7、生产的16MnR钢5l535090商用板材，其焊接和焊后热处理按照压力容器焊6520090接工艺要求进行，其力学性能见表1。1．3试验步骤及过程表116MnR钢母材及热影响区力学性能在常温下按表2配制好所需的溶液，将加载项目s／MPa／MPa％后的试样迅速放在盛有试验溶液的容器中，缺口母材380．80549．3232．20端朝上，溶液水平面高于预制疲劳裂纹而低于加热影响区373．095l6．6327．75载螺栓，并密封容器。对于需要加热的溶液，容器试样取材包括母材与热影响区材料。取样后密封后迅速放入带温度控制的应力腐蚀试验装置采用岛津微机控

8、制电液伺服静动态材料试验机中进行加热。(EHFED250kN一40L)预制裂纹，裂纹预制完成试验持续一定时间(前期240h，2640h后改后，按图1加工成楔形张开加载预裂纹试样，