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腐蝕試驗裝置中采取的措施

信息來源于:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于:2022-01-14

在含硫油氣井的鉆井和開發(fā)過程中,由于濕硫化氫的出現(xiàn),經(jīng)常發(fā)生鉆桿、套管、鉆井設備和鉆井儀器的腐蝕和損壞。

腐蝕試驗裝置中采取措施:
1)從設計開始就要考慮的注意事項:設計圖紙必須注明設備有硫化氫應力腐蝕的傾向,以引起廠家和用戶的注意。在技術要求中,具體要求為制造、焊接、熱處理、無損檢測等。應當提出;

2)設備所有壓力部件應根據(jù)濕硫化氫應力腐蝕環(huán)境仔細選擇材料。低錳、低硫、低磷鋼應選用GB 150—1998《鋼制壓力容器》和GB 6654—1996《壓力容器用鋼板》。錳在鋼鐵生產(chǎn)和設備焊接過程中會產(chǎn)生高強低韌的馬氏體/貝氏體組織,表現(xiàn)出極高的硬度,對設備抵抗硫化氫應力腐蝕極為不利。硫在鋼中形成MnS、FeS等非金屬夾雜物,導致局部組織疏松,在濕硫化氫環(huán)境下可誘發(fā)氫腐蝕或相關的應力氫腐蝕。選擇晶粒細小、非金屬夾雜物少、無空洞的靜鋼是避免或減少氫氣鼓泡的有效途徑。避免使用高強度鋼,以防止應力腐蝕。在滿足強度的前提下,應盡可能采用低強度的低氫堿性焊條進行焊接,以克服應力腐蝕。鐵素體鋼和奧氏體鋼不允許混合。由于異種鋼的金相組織或合金成分的不同,焊接接頭的局部應力會增大,焊縫中的裂紋很常見。

3)不合理的結構設計容易導致該區(qū)域應力集中,產(chǎn)生局部拉應力,在含硫化氫介質(zhì)的作用下會誘發(fā)應力腐蝕。設計時應注意結構的連續(xù)性,避免形狀和尺寸的突然變化,焊縫的外觀應盡量連續(xù)光滑,殼體上噴嘴端面內(nèi)側(cè)應打磨成圓角。

4)制造過程中出現(xiàn)劃痕、凹坑、裂紋、氣孔、夾渣、未焊透、未熔合等制造缺陷。會因鍛造、金屬加工、冷加工、焊接等原因發(fā)生。當設備處于濕硫化氫工作環(huán)境時,這些缺陷容易誘發(fā)應力腐蝕和與應力有關的氫腐蝕。應認真進行焊接工藝評定和無損檢測,并將缺陷控制在低值。嚴格控制焊接接頭硬度,制定合理的焊后熱處理工藝,除焊接殘余應力,細化晶粒,避免焊縫和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋,提高焊接接頭力學性能,除應力腐蝕。
對于圖紙上標明有H2S應力腐蝕傾向的設備,首先要做好材料的采購和復驗工作。主要受壓元件材料除按規(guī)定要求供貨商提供材料質(zhì)量證明外,還應做理化復驗,檢查錳、硫、非金屬夾雜物含量是否超標,各項力學性能是否符合要求,堅決保證不合格材料不投入使用。當2% <冷變形≤ 5%時,應進行應力除熱處理。當冷變形超過5%時,應進行正火或回火。熱處理后,不允許在與介質(zhì)接觸的一側(cè)壓印。設備的焊接應按照JB/T4709-2000《鋼制壓力容器焊接工藝規(guī)程》和JB 4708—2000《鋼制壓力容器工藝評定》進行,檢驗應嚴格按照JB 4730-94《壓力容器無損檢測》進行。

腐蝕試驗裝置中采取的措施

5)對有H2S應力腐蝕傾向的設備進行焊接時,應特別注意以下幾點:
(1)所有焊縫應通過焊接工藝進行評估,包括對焊、補焊、管子與管板之間的焊接、堆焊、角焊等。
(2)在滿足強度要求的前提下,盡量使用低強度的焊接材料;
(3)焊接接頭(包括焊縫和熱影響區(qū))的硬度一般控制在HB≤235以內(nèi);
(4)每道焊接工序的焊接工藝評定、焊接試板和產(chǎn)品焊縫(一縱焊縫、環(huán)焊縫、接管焊縫和角焊縫、管/管板焊縫)應按上述要求進行硬度試驗,產(chǎn)品的硬度試驗應在介質(zhì)接觸的一側(cè)表面進行。測試板上的工藝評估和硬度測量應在橫截面上進行(距離表面1.5毫米);
(5)焊后熱處理前,焊縫(包括臨時焊縫)外的起弧點和引弧點應打磨0.3毫米以上,并進行磁粉或著色檢驗;
(6)所有焊接接頭不應留有封閉的中間間隙(如襯板和加強板周圍的角焊)。如果不可避免,應打開通氣孔。

6)焊后熱處理:原則上所有焊接接頭都要進行焊后去應力熱處理,焊后熱處理溫度要盡量按照標準要求高,以保證焊接接頭的硬度能滿足要求。熱處理應盡可能在爐內(nèi)進行。當有任一困難時,包含連接管和其他部件的筒體部分(或殼板)應在爐中進行熱處理。其他不能熱處理的焊接接頭也應采用硬度不大于185的焊接工藝進行焊接。

7)對于低濃度H2S分壓≤lkPa)的環(huán)境,只要選用抗H2S應力腐蝕小于600 MPa的碳鋼或優(yōu)質(zhì)低合金高強度鋼進行設備選型,一般就能達到防止H2S應力腐蝕的目的。對于中高濃度的H2S(H2S分壓> LL (PA)),除了所選鋼材對H2S的有感性較低外,還必須同時采取其他預防措施,包括添加緩蝕劑、涂防腐涂料等,部分還采用了近年來廣泛應用的熱噴涂技術。采用熱噴涂方法防止H2S應力腐蝕是可行的。
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