隨著油氣田開發逐漸向更苛刻環境轉移,對高含硫油氣田的開發力度不斷加大,油套管材料的抗硫檢測數量呈指數式上漲。據統計,近5年來油套管材料抗硫檢測數量增加了近100倍,其中主要為抗硫化物應力腐(fu)蝕開裂(lie)SSC試驗。NACE TM 0177 A法哼拉伸應力腐蝕試驗方法由于方法簡潔、流程規范、驗收指標明確等優點,是普遍采用的抗硫化物應力開裂試驗方法,但該方法在實際操作過程中也存在一些容易導致試驗失敗、影響試驗準確性的問題。
NACE TM 0177 A法——金屬耐(nai)特(te)殊形式環(huan)(huan)境斷裂(lie)(lie)(lie)H2S的(de)實驗室試(shi)驗標準拉伸試(shi)驗,該方法可評價在單軸(zhou)拉伸加載下(xia)的(de)金屬抗(kang)環(huan)(huan)境開(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)能力(li)。該方法通過(guo)斷裂(lie)(lie)(lie)時間(jian)來確定材料抗(kang)環(huan)(huan)境開(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)的(de)敏感性。通過(guo)應(ying)力(li)環(huan)(huan)給試(shi)樣(yang)加載所需應(ying)力(li),將試(shi)驗浸泡(pao)在飽和硫化氫溶液(ye)(ye)中,以(yi)觀察濕(shi)硫化氫環(huan)(huan)境中材料的(de)開(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)狀況。試(shi)驗持(chi)續(xu)時間(jian)720H,試(shi)驗溶液(ye)(ye)溫度在24±3℃范圍內。試(shi)驗后,放大10倍對(dui)試(shi)樣(yang)工(gong)作(zuo)段(duan)進行(xing)檢查,工(gong)件段(duan)斷裂(lie)(lie)(lie)或表面(mian)有(you)裂(lie)(lie)(lie)紋視為不合格(ge)。
影(ying)響NACE TM 0177 A法的(de)影(ying)響因素(su)如(ru)下:
1. 機(ji)加工表面缺(que)陷對材料抗硫化物應力(li)腐蝕(shi)開裂試驗(yan)的(de)(de)結果有明顯的(de)(de)影響,樣品會在缺(que)陷處(chu)發生過早的(de)(de)失效(xiao),其中點(dian)缺(que)陷相對線缺(que)陷應力(li)集中更(geng)為明顯,因(yin)此,失效(xiao)時間更(geng)短暫。
2. 試(shi)驗中除氧不完全(quan)會(hui)改變(bian)腐(fu)蝕機(ji)制,使(shi)得腐(fu)蝕產(chan)(chan)物增多,腐(fu)蝕產(chan)(chan)物附(fu)著在樣品表面阻礙氫滲入金屬(shu)基體(ti),延長樣品的斷(duan)裂(lie)時間,同時使(shi)得PH升高,導致試(shi)驗失效。
3. 扭(niu)應力(li)會導致樣品(pin)在變(bian)徑段產生大的(de)(de)應力(li)集(ji)中,引起樣品(pin)的(de)(de)非(fei)正(zheng)常失效,扭(niu)應力(li)對試(shi)驗結果的(de)(de)影響大于加工缺(que)陷的(de)(de)。
因此,進行(xing)SSC硫(liu)化氫應力(li)腐蝕試驗時候,要求(qiu):
1. 在(zai)樣品(pin)加工(gong)方面,嚴格避免機加工(gong)缺陷的(de)引入,可通過手工(gong)轉軸拋光完成最(zui)后一道工(gong)序(xu)的(de)制作(zuo),使樣品(pin)表面達到鏡面狀態。
2. 在(zai)樣(yang)品(pin)(pin)加(jia)載(zai)方面,嚴(yan)格(ge)按照(zhao)規(gui)程仔細(xi)加(jia)載(zai),避免扭應(ying)力的(de)(de)引(yin)入,一旦過載(zai)或偏心需要換樣(yang)或重新加(jia)載(zai)。實踐證明,對試驗裝(zhuang)(zhuang)置的(de)(de)良好(hao)潤滑可以減(jian)少(shao)樣(yang)品(pin)(pin)在(zai)裝(zhuang)(zhuang)夾過程中產生偏心,減(jian)少(shao)樣(yang)品(pin)(pin)在(zai)變徑處的(de)(de)非正常斷裂。
3. 除氧方面,嚴格按照(zhao)標準要(yao)求在試驗前對溶液(ye)進行預除氧后再導入試驗容器,并且(qie)將溶液(ye)導入容器與試驗接(jie)觸后進行二(er)次除氧,避免氧氣對溶液(ye)的污染;在導入溶液(ye)時(shi)可采用真空泵(beng)導入或(huo)抽負壓法(fa)導入。
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