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1、油气田地面工程第27卷第1期(200811)75抗硫化氢腐蚀管材11211王兵李长俊田勇谭力文付先惠(11西南石油大学;21四川石油建设工程有限责任公司第四公司)摘要:我国石油天然气产品中硫化氢含腐蚀快得多。所以在有H2S存在的管线中,管材量较高,对管材的腐蚀严重,管材的抗H2S的抗应力腐蚀性能尤为重要。为防止H2S应力腐腐蚀是一个重要的研究课题。本文介绍了抗蚀,NACEMR-0175标准推荐:在酸性介质中,H2S腐蚀管材的选材原则———着重考虑管材管道的硬度极限为248HV500或22HRC。而从管材的抗应力腐蚀性能,同时还祥细介绍了两种的化学成分来讲,减少钢中氧、硫等杂质
2、含量,可抗硫化氢腐蚀管材的类型———特种合金钢和增加抗硫化物应力腐蚀的能力。加拿大Grizzly人工合成玻璃钢。研究抗H2S腐蚀管材对延Valley集输系统采用了含硫干气输送工艺,管道长长管道的使用寿命,防止事故的发生,提高度超过1770km,主要由ª273mm×512mm、经济效益都有着十分重要的意义。ª508mm×915mm、ª610mm×1114mm三种直关键词:硫化氢;腐蚀;管材;选材径与壁厚的管线组成。全部管线按规定采用CSA-Z24511等级52(359),并对含硫干气输送用管石油和天然气作为国民经济发展的重要能源已[4]钢材的化学成分提出了明确的要求,详见表1。
3、被世界各国所重视。目前,我国石油、天然气资源表1管材的化学成分的输送主要依靠管道来实现,管材一般为钢制螺旋组标准规定特定含量/组标准规定特定含量/焊管。由于管道穿越地段地形复杂,所处环境不仅分最大含量/%%分最大含量/%%碳01180109钒0111<0101在空间上不同,而且还随时间的变化遭受各种介质锰018(最小)1127铌(钶)0111<0110的侵蚀。特别是酸性介质,对管道腐蚀相当严重。硅0140103钛0102<0101硫化氢(H2S)是最具腐蚀作用的有害介质之磷01030101铬01250102铜01350122钼0160116一,我国石油和天然气产品中含有的H2
4、S浓度较硫01030103镍01350111高,产生的H2S腐蚀较严重,对管道的抗H2S腐铝010601021[1-2]蚀性能要求更高。随着以罗家寨气田为代表的碳当量(CE)不应超过0145%,并且由下列高含硫气田的大规模开发,客观要求必须进行抗公式决定:H2S腐蚀管材的研究。Mn%Cr%+Mo%+V%CE=C%++研究抗H2S腐蚀管材,对于延长管道使用寿65命,防止事故的发生,提高经济效益都有着十分重Ni%+Cu%+15要的意义。另外要求钢管的最大洛氏硬度(HRC)为1抗H2S腐蚀管材选材原则20HRC,同时要求钢管的最大维氏硬度(HV)值针对含硫油气输送管道可能出现的金属
5、失重腐为238。蚀、氢致开裂(HIC)和硫化物应力开裂(SS2美国得克萨斯州对含H2S浓度超过0101%的CC),在含硫集输管道选材时,必须考虑管材的耐天然气管线也有明确规定:为保证材料的抗破裂特[3]性,要求对管材进行夏比V形缺口冲击试验,全一般腐蚀性能和抗应力腐蚀性能。俄罗斯专家认为,在与H2S接触时管线的最部焊缝都应作射线探伤,并消除内应力。对管材抗大危险不是一般的腐蚀(金属失重腐蚀),而是与应力腐蚀能力的判定,目前国际通用两种标准,一金属的渗氢有关的开裂,SSCC现象的出现比一般种是美国NACE标准;一种是英国BP标准。基金项目:四川省重点学科建设项目(SZD0416
6、)76油气田地面工程第27卷第1期(200811)还有使用寿命长、超低摩阻、耐冲击性好、连接性2抗H2S腐蚀管材的类型可靠、质轻、焊接工艺简单等优点,故可作为含硫从天然气管道建设的发展趋势来看,以下两种油气管道输送用管。类型的管道更具有发展前景:一种是低成本、耐腐21212玻璃钢增强复合管蚀、抗硫应力脆裂、可焊性好、硬度高的特种合金根据玻璃钢管道耐压高的特点,以耐热、防腐钢,另一种为人工合成玻璃钢管道。的聚氯乙烯管(PVC)为内衬,以强度高、刚度和211特种合金钢热固性好的玻璃钢为中间体,以抗冲击、耐老化的21111HDR双相不锈钢高密度聚乙烯为外管,经过专门工艺复合而成。特
7、HDR属超低碳、高铬(H)、双相(D)、耐点是质量轻(仅为钢管的1/3)、耐压高、耐腐蚀、蚀(R)不锈钢,是由约50%奥氏体和约50%铁抗拉强度高、安装方便、内壁光滑,克服了玻璃钢素体双相组成,具有奥氏体不锈钢的韧性以及与铁管道抗渗透性差、机械强度低的弱点。管道连接有素体不锈钢相当的耐应力腐蚀开裂性能,既有很高螺纹、承插、法兰方式。耐压可根据玻璃钢中间体的力学性能又有良好的可焊性和耐腐蚀、耐磨蚀性的厚度进行选择生产,一般在2～16MPa,可用于能,适合在酸性介质中使用。原油集输、注水、注聚合物和气田井场
