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蝕開裂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——金屬耐特殊形式環(huan)(huan)境斷(duan)裂(lie)H2S的實驗室試(shi)(shi)驗標準(zhun)拉伸(shen)試(shi)(shi)驗,該方法可評價在(zai)單(dan)軸拉伸(shen)加載(zai)下(xia)的金屬抗環(huan)(huan)境開(kai)(kai)裂(lie)能(neng)力。該方法通(tong)過斷(duan)裂(lie)時間來確定材料抗環(huan)(huan)境開(kai)(kai)裂(lie)的敏感性。通(tong)過應(ying)力環(huan)(huan)給(gei)試(shi)(shi)樣加載(zai)所需應(ying)力,將試(shi)(shi)驗浸泡在(zai)飽和硫(liu)化(hua)氫溶(rong)液(ye)中,以觀察濕硫(liu)化(hua)氫環(huan)(huan)境中材料的開(kai)(kai)裂(lie)狀(zhuang)況。試(shi)(shi)驗持續(xu)時間720H,試(shi)(shi)驗溶(rong)液(ye)溫(wen)度在(zai)24±3℃范圍(wei)內。試(shi)(shi)驗后,放(fang)大10倍對試(shi)(shi)樣工作段進行(xing)檢(jian)查(cha),工件段斷(duan)裂(lie)或表(biao)面有裂(lie)紋視為不合格。
影響NACE TM 0177 A法的影響因(yin)素如下(xia):
1. 機加工表(biao)面缺(que)陷對材料抗硫化物應力腐蝕開裂試驗(yan)的結果有明(ming)顯的影(ying)響,樣(yang)品會在缺(que)陷處發(fa)生(sheng)過早的失效,其中(zhong)點缺(que)陷相對線缺(que)陷應力集中(zhong)更為明(ming)顯,因此,失效時間更短暫(zan)。
2. 試(shi)驗中(zhong)除(chu)氧不完全會改變腐蝕(shi)機制,使得(de)腐蝕(shi)產物增多,腐蝕(shi)產物附(fu)著在樣(yang)品表面阻(zu)礙氫滲入金屬基體(ti),延長(chang)樣(yang)品的斷裂(lie)時間(jian),同(tong)時使得(de)PH升(sheng)高,導致試(shi)驗失效。
3. 扭(niu)應力(li)會導致樣(yang)品(pin)在變徑(jing)段產生(sheng)大的(de)(de)應力(li)集中,引起樣(yang)品(pin)的(de)(de)非正常失效,扭(niu)應力(li)對試驗結果的(de)(de)影響大于加工缺(que)陷的(de)(de)。
因此,進行SSC硫(liu)化(hua)氫應力(li)腐蝕(shi)試驗時(shi)候,要求:
1. 在樣品加工(gong)(gong)方面,嚴(yan)格避免(mian)機加工(gong)(gong)缺陷(xian)的引入,可通過手(shou)工(gong)(gong)轉軸拋光完成最后一道工(gong)(gong)序的制作,使(shi)樣品表面達到鏡面狀態(tai)。
2. 在樣(yang)品(pin)加載(zai)方(fang)面,嚴格按照規程仔細加載(zai),避(bi)免扭(niu)應力的(de)引入,一旦過載(zai)或偏心需(xu)要換樣(yang)或重新加載(zai)。實踐證明,對試驗裝(zhuang)置(zhi)的(de)良好潤滑(hua)可以(yi)減少(shao)樣(yang)品(pin)在裝(zhuang)夾過程中產生偏心,減少(shao)樣(yang)品(pin)在變徑處(chu)的(de)非(fei)正常(chang)斷裂。
3. 除(chu)(chu)氧(yang)方面,嚴格按(an)照標準(zhun)要求在試(shi)(shi)驗(yan)前對(dui)溶(rong)液(ye)進行預(yu)除(chu)(chu)氧(yang)后再導(dao)入試(shi)(shi)驗(yan)容器,并且將溶(rong)液(ye)導(dao)入容器與試(shi)(shi)驗(yan)接觸后進行二次(ci)除(chu)(chu)氧(yang),避免氧(yang)氣對(dui)溶(rong)液(ye)的污染;在導(dao)入溶(rong)液(ye)時可(ke)采用真空泵(beng)導(dao)入或抽負(fu)壓法導(dao)入。
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