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(ying)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(fa)——金(jin)屬(shu)耐特殊形式環(huan)境斷裂(lie)(lie)H2S的(de)(de)實驗室試(shi)(shi)(shi)驗標準拉(la)伸試(shi)(shi)(shi)驗,該方法(fa)可評價(jia)在(zai)(zai)單軸拉(la)伸加載(zai)下(xia)的(de)(de)金(jin)屬(shu)抗環(huan)境開裂(lie)(lie)能力(li)(li)(li)。該方法(fa)通(tong)過斷裂(lie)(lie)時間(jian)來確定材(cai)料(liao)(liao)抗環(huan)境開裂(lie)(lie)的(de)(de)敏感性。通(tong)過應力(li)(li)(li)環(huan)給試(shi)(shi)(shi)樣加載(zai)所需(xu)應力(li)(li)(li),將試(shi)(shi)(shi)驗浸泡在(zai)(zai)飽和硫化氫溶液(ye)(ye)中,以(yi)觀察濕硫化氫環(huan)境中材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)開裂(lie)(lie)狀況。試(shi)(shi)(shi)驗持續時間(jian)720H,試(shi)(shi)(shi)驗溶液(ye)(ye)溫度在(zai)(zai)24±3℃范圍內。試(shi)(shi)(shi)驗后,放大(da)10倍對試(shi)(shi)(shi)樣工作段進行(xing)檢查,工件段斷裂(lie)(lie)或表面有(you)裂(lie)(lie)紋視為不合格。
影響NACE TM 0177 A法的影響因素如(ru)下:
1. 機加工(gong)表面(mian)缺陷對(dui)材料抗硫化物應力腐蝕開裂試驗(yan)的(de)結果有明顯(xian)的(de)影響,樣品(pin)會(hui)在缺陷處發生過早的(de)失效,其(qi)中點缺陷相對(dui)線缺陷應力集中更為明顯(xian),因此(ci),失效時間更短暫。
2. 試驗中除氧(yang)不完全會改變(bian)腐(fu)蝕(shi)機制,使得腐(fu)蝕(shi)產物增(zeng)多,腐(fu)蝕(shi)產物附著在(zai)樣品表面阻礙氫滲入金屬基體,延(yan)長樣品的斷裂時間,同時使得PH升高,導(dao)致試驗失效。
3. 扭應(ying)(ying)力會導(dao)致樣(yang)品在變(bian)徑(jing)段(duan)產生大的應(ying)(ying)力集中(zhong),引起樣(yang)品的非正常失效,扭應(ying)(ying)力對試驗結果(guo)的影響大于加工缺陷的。
因此,進行SSC硫(liu)化氫應力腐蝕試(shi)驗時候,要求:
1. 在樣品加工(gong)(gong)方(fang)面(mian)(mian),嚴格(ge)避免機(ji)加工(gong)(gong)缺(que)陷的(de)引入,可通過手工(gong)(gong)轉(zhuan)軸拋光(guang)完成最后一道工(gong)(gong)序的(de)制(zhi)作,使(shi)樣品表(biao)面(mian)(mian)達(da)到鏡面(mian)(mian)狀態。
2. 在樣(yang)(yang)品(pin)加載(zai)方面,嚴格按照規程仔細加載(zai),避(bi)免扭應力的(de)引入,一旦(dan)過載(zai)或偏心(xin)(xin)需要換樣(yang)(yang)或重(zhong)新加載(zai)。實踐證明(ming),對試驗裝置的(de)良好潤(run)滑可以減(jian)少樣(yang)(yang)品(pin)在裝夾過程中產生偏心(xin)(xin),減(jian)少樣(yang)(yang)品(pin)在變徑處的(de)非正常斷裂。
3. 除(chu)氧方(fang)面(mian),嚴格按照標準要求在(zai)試(shi)驗前對溶(rong)液(ye)進行(xing)預除(chu)氧后(hou)再導(dao)入(ru)(ru)試(shi)驗容器(qi),并且將溶(rong)液(ye)導(dao)入(ru)(ru)容器(qi)與試(shi)驗接觸后(hou)進行(xing)二次除(chu)氧,避免氧氣對溶(rong)液(ye)的污(wu)染;在(zai)導(dao)入(ru)(ru)溶(rong)液(ye)時可采(cai)用(yong)真(zhen)空(kong)泵(beng)導(dao)入(ru)(ru)或抽負壓法導(dao)入(ru)(ru)。
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