在含硫油氣井的鉆井和開(kāi)發(fā)過(guò)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(shè)備和鉆井儀器的腐蝕和損壞。
腐蝕試驗(yàn)裝置中采取措施:
1)從設(shè)計(jì)開(kāi)始就要考慮的注意事項(xiàng):設(shè)計(jì)圖紙必須注明設(shè)備有硫化氫應(yīng)力腐蝕的傾向，以引起廠家和用戶(hù)的注意。在技術(shù)要求中，具體要求為制造、焊接、熱處理、無(wú)損檢測(cè)等。應(yīng)當(dāng)提出；
2)設(shè)備所有壓力部件應(yīng)根據(jù)濕硫化氫應(yīng)力腐蝕環(huán)境仔細(xì)選擇材料。低錳、低硫、低磷鋼應(yīng)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(shè)備焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)低韌的馬氏體/貝氏體組織，表現(xiàn)出極高的硬度，對(duì)設(shè)備抵抗硫化氫應(yīng)力腐蝕極為不利。硫在鋼中形成MnS、FeS等非金屬夾雜物，導(dǎo)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(guān)的應(yīng)力氫腐蝕。選擇晶粒細(xì)小、非金屬夾雜物少、無(wú)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(qiáng)度鋼，以防止應(yīng)力腐蝕。在滿(mǎn)足強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡可能采用低強(qiáng)度的低氫堿性焊條進(jìn)行焊接，以克服應(yīng)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(yīng)力會(huì)增大，焊縫中的裂紋很常見(jiàn)。
3)不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容易導(dǎo)致該區(qū)域應(yīng)力集中，產(chǎn)生局部拉應(yīng)力，在含硫化氫介質(zhì)的作用下會(huì)誘發(fā)應(yīng)力腐蝕。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，避免形狀和尺寸的突然變化，焊縫的外觀應(yīng)盡量連續(xù)光滑，殼體上噴嘴端面內(nèi)側(cè)應(yīng)打磨成圓角。
4)制造過(guò)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(huì)因鍛造、金屬加工、冷加工、焊接等原因發(fā)生。當(dāng)設(shè)備處于濕硫化氫工作環(huán)境時(shí)，這些缺陷容易誘發(fā)應(yīng)力腐蝕和與應(yīng)力有關(guān)的氫腐蝕。應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行焊接工藝評(píng)定和無(wú)損檢測(cè)，并將缺陷控制在低值。嚴(yán)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(yīng)力，細(xì)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(xué)性能，除應(yīng)力腐蝕。
對(duì)于圖紙上標(biāo)明有H2S應(yīng)力腐蝕傾向的設(shè)備，首先要做好材料的采購(gòu)和復(fù)驗(yàn)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(yīng)做理化復(fù)驗(yàn)，檢查錳、硫、非金屬夾雜物含量是否超標(biāo)，各項(xiàng)力學(xué)性能是否符合要求，堅(jiān)決保證不合格材料不投入使用。當(dāng)2% <冷變形≤ 5%時(shí)，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力除熱處理。當(dāng)冷變形超過(guò)5%時(shí)，應(yīng)進(jìn)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(shè)備的焊接應(yīng)按照J(rèn)B/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(píng)定》進(jìn)行，檢驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格按照J(rèn)B 4730-94《壓力容器無(wú)損檢測(cè)》進(jìn)行。
5)對(duì)有H2S應(yīng)力腐蝕傾向的設(shè)備進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn):
(1)所有焊縫應(yīng)通過(guò)焊接工藝進(jìn)行評(píng)估，包括對(duì)焊、補(bǔ)焊、管子與管板之間的焊接、堆焊、角焊等。
(2)在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的前提下，盡量使用低強(qiáng)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?xún)?nèi)；
(4)每道焊接工序的焊接工藝評(píng)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(yīng)按上述要求進(jìn)行硬度試驗(yàn)，產(chǎn)品的硬度試驗(yàn)應(yīng)在介質(zhì)接觸的一側(cè)表面進(jìn)行。測(cè)試板上的工藝評(píng)估和硬度測(cè)量應(yīng)在橫截面上進(jìn)行(距離表面1.5毫米)；
(5)焊后熱處理前，焊縫(包括臨時(shí)焊縫)外的起弧點(diǎn)和引弧點(diǎn)應(yīng)打磨0.3毫米以上，并進(jìn)行磁粉或著色檢驗(yàn)；
(6)所有焊接接頭不應(yīng)留有封閉的中間間隙(如襯板和加強(qiáng)板周?chē)慕呛?。如果不可避免，應(yīng)打開(kāi)通氣孔。
6)焊后熱處理:原則上所有焊接接頭都要進(jìn)行焊后去應(yīng)力熱處理，焊后熱處理溫度要盡量按照標(biāo)準(zhǔn)要求高，以保證焊接接頭的硬度能滿(mǎn)足要求。熱處理應(yīng)盡可能在爐內(nèi)進(jìn)行。當(dāng)有任一困難時(shí)，包含連接管和其他部件的筒體部分(或殼板)應(yīng)在爐中進(jìn)行熱處理。其他不能熱處理的焊接接頭也應(yīng)采用硬度不大于185的焊接工藝進(jìn)行焊接。
7)對(duì)于低濃度H2S分壓≤lkPa)的環(huán)境，只要選用抗H2S應(yīng)力腐蝕小于600 MPa的碳鋼或優(yōu)質(zhì)低合金高強(qiáng)度鋼進(jìn)行設(shè)備選型，一般就能達(dá)到防止H2S應(yīng)力腐蝕的目的。對(duì)于中高濃度的H2S(H2S分壓> LL (PA))，除了所選鋼材對(duì)H2S的有感性較低外，還必須同時(shí)采取其他預(yù)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(lái)廣泛應(yīng)用的熱噴涂技術(shù)。采用熱噴涂方法防止H2S應(yīng)力腐蝕是可行的。
