通過(guò)C110鋼的硫化物應(yīng)力開(kāi)裂試驗(yàn)和氫滲透試驗(yàn)，研究了外加電位對(duì)C110鋼抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂及氫滲透行為的影響，并對(duì)其開(kāi)裂機(jī)制進(jìn)行了探討。結(jié)果表明：當(dāng)加載應(yīng)力為C110鋼屈服強(qiáng)度的85%、未外加電位時(shí)，C110鋼通過(guò)了NACE TM 0177-2016標(biāo)準(zhǔn)A法檢測(cè)，具有良好的抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂性能，而外加-100 mV和+100 mV電位（相對(duì)于開(kāi)路電位）時(shí)，C110鋼試樣發(fā)生了斷裂，硫化物應(yīng)力開(kāi)裂敏感性增強(qiáng)；外加陽(yáng)極電位時(shí)，開(kāi)裂機(jī)制與陽(yáng)極溶解有關(guān)；外加陰極電位時(shí)，開(kāi)裂機(jī)制與陰極析氫有關(guān)；隨著外加陰極電位的增大，穩(wěn)態(tài)氫滲透電流密度增大，次表面氫濃度增大，硫化物應(yīng)力開(kāi)裂的敏感性增強(qiáng)。

所屬欄目

試驗(yàn)研究國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51271146）；石油專(zhuān)用管腐蝕與防護(hù)陜西省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目；西安市科技計(jì)劃項(xiàng)目-產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目[CXY1515（6）]；西安石油大學(xué)《材料科學(xué)與工程》省級(jí)優(yōu)勢(shì)學(xué)科資助項(xiàng)目

收稿日期

2016/9/192017/3/27

作者單位

趙國(guó)仙:西安石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院, 西安 710065
李婷:西安石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院, 西安 710065
謝俊峰:塔里木油田分公司油氣工程研究院, 庫(kù)爾勒 841000
呂祥鴻:西安石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院, 西安 710065
薛艷:西安摩爾石油工程實(shí)驗(yàn)室股份有限公司, 西安 710065
鐘強(qiáng):西安石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院, 西安 710065

備注

趙國(guó)仙(1968-),女,山西運(yùn)城人,教授,博士.

引用該論文:

ZHAO Guoxian,LI Ting,XIE Junfeng,LÜ,Xianghong,XUE Yan,ZHONG Qiang.Effect of Applied Potential on Sulfide Stress Cracking Resistance and Hydrogen Permeation Behavior of C110 Steel[J].Materials for mechancial engineering,2017,41(5):11～16
趙國(guó)仙,李婷,謝俊峰,呂祥鴻,薛艷,鐘強(qiáng).外加電位對(duì)C110鋼抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂及氫滲透行為的影響[J].機(jī)械工程材料,2017,41(5):11～16

參考文獻(xiàn)

【1】

李娜,呂祥鴻,周鵬遙,等.HPHT井完井管柱材質(zhì)研究及應(yīng)用進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào),2015,29(9):95-99.

【2】

呂祥鴻,趙國(guó)仙,王宇,等.低鉻抗硫套管的H₂S/CO₂腐蝕行為研究[J].鋼鐵研究學(xué)報(bào),2010,22(7):23-28.

【3】

OMURA T, KOBAYASHI K, UEDA M. SSC resistance of high strength low alloy steel OCTG in high pressure H₂S environments[J]. Physica Status Solidi B Basic Research, 2009, 122(2):501-508.

【4】

苗健,白真權(quán),嚴(yán)文,等.模擬油田CO₂/H₂S環(huán)境P110鋼的腐蝕行為研究[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械,2004,33(6):53-56.

【5】

張星,李兆敏,馬新忠,等.深井油管H₂S應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)研究[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2004,31(6):95-97.

【6】

張清,李全安,文九巴,等.溫度對(duì)油管鋼CO₂/H₂S腐蝕速率的影響[J].材料保護(hù),2004,37(4):38-39.

【7】

周琦,季根順,張建斌,等.管線鋼中的硫化物夾雜物與氫致開(kāi)裂[J].材料工程,2002(9):37-39.

【8】

趙平.H₂S腐蝕的影響因素[J].全面腐蝕控制,2002,16(3):8-9.

【9】

呂祥鴻.低Cr耐蝕管材的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào),2009,23(3):72-76.

【10】

曹長(zhǎng)娥.提高壓力容器用鋼板耐酸性的組織控制和適用鋼的特性[J].焊管,2000(7):54-59.

【11】

吳輝,任呈強(qiáng),劉麗,等.不同因素對(duì)X52管線鋼氫滲透行為的影響[J].機(jī)械工程材料,2015,39(5):23-26.

【12】

NACE TM 0177-2016. Standard test methods laboratory testing of metals for resistance to sulfide stress cracking and stress corrosion cracking in H₂S environments[S]. Houston:NACE International,2016.

【13】

ASTM Standard G148-97(2003). Standard practice for evaluation of hydrogen uptake, permeation, and transport in metals by an electrochemical technique[S]. Washington:Springer US,2003.

【14】

張毅,高連新.耐腐蝕油井管開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[M].北京:石油工業(yè)出版社,2014:41.

【15】

酈建立.煉油工業(yè)中H₂S的腐蝕[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù),2000,12(6):346-349.

【16】

范長(zhǎng)剛,董瀚,雍岐龍,等.低合金超高強(qiáng)度鋼的研究進(jìn)展[J].機(jī)械工程材料,2006,30(8):1-4.

【17】

謝飛,王丹,吳明,等.氫對(duì)X80鋼在庫(kù)爾勒土壤模擬溶液中應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂行為的影響[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,47(2):690-696.

【18】

張亮,李曉剛,杜翠薇,等.外加電位對(duì)X70管線鋼在庫(kù)爾勒土壤模擬溶液中應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性的影響[J].中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào),2009,29(6):353-358.

【19】

呂祥鴻,趙國(guó)仙.油套管材質(zhì)與腐蝕防護(hù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2015:38.

【20】

程遠(yuǎn),俞宏英,王瑩,等.外加電位對(duì)X80鋼在玉門(mén)土壤模擬溶液中應(yīng)力腐蝕的影響[J].材料工程,2014(8):55-60.

【21】

李勇峰.氫在鋼中的滲透特性及鍍層阻氫滲透機(jī)理的研究[D].上海:華東理工大學(xué),2012.