Сероводородное растрескивание стойкость сталей

Назначению особых склонных к сероводородному растрескиванию высокопрочных сталей для работы при высоких напряжениях в условиях воздействия сред, содержащих даже небольшие количества H2S и водную фазу, должно предшествовать тщательное исследование стойкости этих материалов в конкретных условиях эксплуатации. [c.64]

Немногочисленные данные о влиянии температуры и общего давления в системе на сероводородное растрескивание сталей неоднозначны. В работе [137] сообщается о том, что сероводородное растрескивание нефтяного оборудования не имело места при температурах выше 100°С. По-видимому, это связано с отсутствием в среде водной фазы (в результате испарения). Повышение температуры в диапазоне 40—120°С способствовало снижению тенденции стали 4140 (0,41% С 0,80% Мп 0,20% Si 0,87% Сг 0,12% Мо) к коррозионному растрескиванию в сероводородном растворе [172]. В работе [118] также сообщается о парадоксальном увеличении стойкости к сероводородному растрескиванию высокопрочных сталей (с 00,2=770 и 930 МПа) при повышении температуры от 24 до 149°С. Однако исследования [126] показали малое влияние температуры (в диапазоне от комнатной до 82°С) на сероводородное растрескивание. [c.65]

Сероводородное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей вызывают среды, содержащие влажный сероводород. По своему характеру растрескивание аналогично таковому для низколегированных сталей в водных растворах НгЗ [61, 79]. Весьма склонны к сероводородному растрескиванию хромоникелевые стали типа 18-8. Стойкость литой хромоникельмолибденовой стали типа 16-13-3 с титаном ниже, чем катаной. Закалка с последующей выдержкой в течение 10 ч при температуре 700°С ликвидирует склонность кованой стали Сг—N1—Мо 16-13-3 с титаном к этому растрескиванию. [c.73]

Однако и среди низколегированных сталей отмечаются обладающие повышенной стойкостью к сероводородному растрескиванию. Так по данным работы [ИЗ] минимальная склонность к растрескиванию у конструкционной Сг-Мо-У-стали (0,09—0,19% С 2,5% Сг 1,0% Мо 0,25% V) наблюдалась после отпуска при повышенных температурах, создающего структуру мелкозернистых глобулярных карбидов. Кроме того, сообщается о повышенной стойкости к сероводородному растрескиванию у сталей следующего состава 1) С<0,13% 2,2% Сг 0,35% Мо 0,35% А1 0,10% V после закалки при температуре 950—1100°С и отпуска при 650— 675°С и 2) 0,12% С 2—4% Сг 1,0% Мо 0,5% V после закалки и отпуска при температуре 750°С [123]. [c.80]

Известно [27, 30], что ограничение значений твердости металла сварного шва является одним из практических методов снижения склонности сварного соединения к сероводородному растрескиванию. Как следует из [11, 12, 25, 31], на образование трещин в сварном соединении оказывает влияние неоднородность структуры металла, наличие в ней зон, склонных к растрескиванию, уровни действующих и остаточных напряжений. Именно в сварных соединениях локализуется большая часть разрушений металла, связанных с сероводородным растрескиванием. Наиболее негативное влияние оказывает быстрое охлаждение шва с образованием перлитно-бейнитной смеси с мартенситом. Стойкость к сероводородному растрескиванию металла сварного шва меньше, чем основного металла не только из-за наличия остаточных напряжений, но и вследствие присутствия различных дефектов. Для сталей повышенной прочности характерно сероводородное растрескивание по сварному шву и зоне термического влияния. Для сталей обычной прочности избирательное разрушение по шву и зоне термического влияния отмечается лишь при переохлаждении. [c.63]

Наиболее склонны к сероводородному растрескиванию дефектные зоны сварного стыка. Затем следуют участки металла с крупным и мелким зерном, а также основного металла вне зоны термического влияния. Стойкость к сероводородному растрескиванию снижается пропорционально увеличению содержания неотпущенного мартенсита в зоне сплавления. Отпуск приводит к уменьшению содержания в стали закалочных структур и, тем самым, к снижению ее склонности к сероводородному растрескиванию. [c.63]

При модифицировании ее кальцием 0,008—0,011% повышается предел текучести на 48 % по сравнению со сталью 20, при этом она имеет более высокую стойкость к сероводородному растрескиванию. [c.181]

Растрескивание высокопрочных сталей в сероводородсодержащих средах происходит при весьма низких уровнях напряжений. В этом — основная опасность сероводородсодержащих сред. Считается, что наилучшим путем повышения стойкости сталей против сероводородного растрескивания может служить их высокотемпературный отпуск [8]. [c.44]

Во Всесоюзном научно-исследовательском институте нефтяного машиностроения были проведены исследования стойкости к сероводородному растрескиванию стали с покрытиями из порошковых материалов для использования ее в оборудовании на предприятиях добычи и переработки природного газа [39]. Хорошие результаты показали покрытия П-ЭП-177, П-ЭП-971, П-ЭП-219, нанесенные слоем толщиной 150—200 мкм. [c.89]

Рис. 2. п. Влияние величины зерна на стойкость к сероводородному растрескиванию стали типа 20 [2.16] t — (Т= 0.9с 2 — Ст = О.бст [c.150]

Структура стали оказывает более существенное влияние на склонность к сероводородному растрескиванию, чем химический состав. Низколегированные стали в этом отношении обычно не отличаются от углеродистых. Склонность стали к растрескиванию в сероводородных средах обусловлена в значительной мере присутствием мартенсита в структуре [43]. Отрицательное влияние мартенсита проявляется особенно заметно, когда он располагается в виде сплошной сетки. Исследования [44] стойкости к сероводородному растрескиванию сталей с тремя основными видами структур ферритной с мелкими карбидами, мартенситной и феррито-перлит-ной — также показали нестойкость мартенситной структуры. Наибольшие время до растрескивания и внутреннее напряжение, при котором происходило растрескивание, отмечались в случае ферритной структуры. Сопротивление растрескиванию сталей с мартенситной структурой совершенно не зависело от их химического состава. [c.50]

Сварные соединения сталей характеризуются повышенной склонностью к сероводородному растрескиванию [56—58]. Это обусловлено высокими внутренними напряжениями в швах и зонах термического влияния. Отрицательное влияние сварных швов особенно резко проявляется у сталей с относительно низким пределом текучести. При отсутствии сварных соединений эти стали вообще не подвергались растрескиванию, однако сварные образцы показали довольно существенное растрескивание (до 70% образцов). Трещины, в основном, образовывались в зонах термического влияния [56]. Понижение скорости охлаждения металла после сварки снижало степень вызываемого сваркой уменьшения стойкости стали к этому виду разрушения [57]. Отмечалось некоторое увеличение стойкости сварных соединений к сероводородному растрескиванию после предварительного нагрева стальных листов перед сваркой до 100—150 °С. [c.54]

Повышенную стойкость к сероводородному растрескиванию имеет хромомолибденовая сталь (0,28—0,33% С 0,40—0,60% Мп 0,80—1,10%Сг 0,15—0,25% Мо) после закалки и отпуска при 677—716 °С (00,2 >63 кгс/мм2) [68]. [c.60]

Повышенная стойкость рассмотренных выше низколегированных сталей к сероводородному растрескиванию не связана со снижением поглощения водорода. Присутствующие в этих сталях незначительные количества легирующих добавок не влияют заметно на наводороживание [25, 29]. Увеличение стойкости к растрескиванию обусловлено улучшением пластичности стали. [c.60]

Помимо упомянутых аустенитных и аустенитно-ферритных сталей исследовалась стойкость к сероводородному растрескиванию [c.98]

Стойкость к сероводородному коррозионному растрескиванию высоколегированных сталей при напряжении 130% от предела текучести [c.99]

Легирование малоуглеродистой стали никелем (пока структура остается фирритно-перлитной) не вызывает склонности стали к сероводородному растрескиванию. С увеличением содержания углерода выше 0,2 % и никеля вьшJe 2 % в структуре стали образуются игольчатый феррит и перлит, что приводит к понижению ударной вязкости при комнатной температуре и повьплению склонности к сероводородному растрескиванию. Отпуск стали при 923 К, приводящий к распаду игольчатых структур, повышает стойкость стали к этому виду разрушения. При содержании никеля выше 2 % и углерода более 0,2 % растет склонность к самозакаливанию при охлаждении на воздухе, что может служить при-36 [c.36]

Повышенная склонность к сероводородному растрескиванию низколегированных сталей, содержащих более 1% N1, также связана [45, 46] с присутствием неоппущенного мартенсита. Образованию последнего с соответствующим понижением стойкости к сульфидному растрескиванию могут способствовать и другие легирующие примеси — такие, как марганец. Отмечены [45] разрушения как раз в районах скопления мартенсита, где твердость была значительно выше, чем на соседних участках металла. Вместе с тем, сероводородному растрескиванию подвержены и углеродистые стали с полным отсутствием мартенсита в структуре, т. е. наличие мартенсита вовсе не является необходимым условием для возникновения у стали склонности к этому виду разрушения [47]. Влияние мартенсита проявляется в усилении склонности к растрескиванию [c.50]

Влияние pH сероводородных растворов на сероводородное растрескивание углеродистой стали показано на рис. 3.10 и 3.11. При переходе к нейтральным и слабощелочным растворам отмечается резкое снижение интенсивности растрескивания. Выше pH 9,5 растрескивание стали вообще прекращается (рис. 3.10). На рис. 3.11 склонность к сероводородному растрескиванию оценивается по величине критического напряжения в стали, соответствующего растрескиванию 50% испытываемых образцов чем больше эта величина, тем выше стойкость стали к этому виду разрушения. Как видно из рис. 3.11, склонность стали к растрескиванию в кислых сероводородных растворах снижается при повышении pH. Испытания [51] в нефтезаводских средах, содержащих водные растворы сероводорода, также показали значительное уменьшение склонности высокопрочных сталей к сероводородному растрескиванию при увеличении pH от 6,0 до 8,5. [c.55]

Выше упоминалось о вредном влиянии никеля и марганца в стали на ее стойкость к сероводородному растрескиванию. Были разработаны низколегированные хромомолибденовые и хромалю-миниевомолибденовые стали, сочетающие хорошие прочностные характеристики с пониженной склонностью к растрескиванию в сероводородных растворах [66, 67]. К ним относятся стали следующего состава 1) <0,13% С 2,2% Сг2 0,35% Мо 0,35% А1 0,10% V (закалка при 950—1100°С и отпуск при 650—675°С) и 2) 0,12% С 2,4% Сг 1,0% Мо 0,5% V (закалка и отпуск при 750°С). Разработана также высокопрочная сталь, не содержащая никеля, с несколько повышенным содержанием хрома и добавкой алюминия. Химический состав этой стали 0,12—0,17% С 0,20—0,40% 51 0,50-0,70% Мп <0,035% 5 <0,035% Р 1,10-1,40% Сг 0,25-0,30% Мо 0,30-0,60% А1. Механические свойства (Тв 70 кгс/мм ао.2 60 кгс/мм б 21—29%. Испытания [57] показали значительно более высокую стойкость к сероводородному растрескиванию этой стали по сравнению с известными сталями того же уровня прочности. [c.60]

Проводились исследования [65] на стойкость к сероводородному растрескиванию нержавеющих сталей типа 18-8, тех же сталей с Т1, с Мо, с ЫЬ, сталей типа 25-12, 25-20, а также стали карпентер 20 (типа 20-28 с Мо и Си). Испытания длились 400—700 ч при комнатной температуре образцы находились под напряжением 28 и 42 кгс/мм в растворах ЫН4С1 разной кислотности при добавлении 100 мг/л НгЗ. Все перечисленные стали, за исключением стали кйрпентер 20, показали повышенную склонность к сероводо- [c.93]

Один из основных видов коррозионного разрушения газонефтепромыслового оборудовармя — статическая водородная усталость (СВУ), т.е. снижение длительной прочности стали в результате водородного охрупчивания в условиях статического нагружения металла. Предел статической водородной усталости, соответствующий максимальному напряжению, при котором не наблюдается коррозионного растрескивания, зависит от многих взаимосвязанных факторов химического состава, термической обработки и механических свойств стали, уровня приложенных напряжений, количества поглощенного водорода, состояния поверхности и др. Влияние этих факторов не только взаимосвязано, но в некоторых случаях и противоположно. Поэтому нельзя рассматривать предельные напряжения, при которых не происходит сероводородного растрескивания, как абсолютные значения дог скаемыч напряжений. которые могут быть использованы при проектировании оборудования их следует рассматривать как сравнительные величины при сопоставлении стойкости различных металлов. [c.35]

Из сталей марок 15ГМФ, 15ГФ, 10ГБ изготавливают обсадные и насоснокомпрессорные трубы более высокой категории прочности. Эти трубы для повышения их стойкости к сероводородному растрескиванию обрабатывают в режиме термомеханической обработки. [c.141]

Из зарубежных образцов высокой стойкостью к сероводородному растрескиванию обладают трубы более высоких категорий прочности из сталей марки С-95 VHj [фирма Валлурек (Франция)]. [c.141]

Существенно может повысить стойкость сталей против сероводородного растрескивания режим регулируемой прокатки или высокотермомеханическая обработка. [c.146]

Увеличением содержания какого-либо упрочняющего легирующего компонента можно повысить не только стойкость стали к сероводородному и водородному растрескиванию, но и категорию прочности. Так, сталь марки 12Г2Ф имеет следующий химический состав [c.181]

В небольших количествах (10—20 %) аустенит может содержаться В конструкционных сталях после закалки. При этом его влияние на стойкость стали к СР отрицательно [2.14] и связано с его распадом и превращением в мартенсит или бейнит. Для конструкционных сталей, имеющих в основном решетку сс-же-леза, стойкость к сероводородному растрескиванию зависит от типа структуры, получаемой после термической обработки. Наибольшей стойкостью Б сероводородной среде обладают стали со структурой отпущенного мартенсита (сорбит). Для закаленной и отпущенной на сорбит стали с 0,35 % С и стали, нормализованной и отпущенной (продукты отпуска бейнита), с 0,13 % С, имеющих одинаковую прочность (Ств = 1050 МПа), пороговое напряжение закаленной и отпущенной стали выше, чем нормализованной и отпущенной (345 и 275 МПа соответственно) [2.12]. Для стали типа 40ХМ после закалки в масле, кипящей воде, воздушной струе и последующего отпуска при различных температурах пороговое напряжение СР выше, если в результате закалки получена мартенситная структура (рис. 2.10). Феррито-перлитные стали обладают меньшей стойкостью к СР по сравнению с улучшаемыми сталями при одинаковом пределе текучести [2.12, 2.16]. [c.149]

Итальянским исследовательским металлургическим центром разработана низколегированная сталь типа 08Г2ФБ (0,08 % С 1,65 % Мп 0,30 % Si 0,015 % Р 0,004 % S 0,05 % А1 0,05 % Nb 0,06 % V 0,004 % Са Сэкп < 0,38) для стойких против сероводородного растрескивания газопроводных труб большого диаметра Х70 [2.26]. Контролируемая прокатка с последующим ускоренным охлаждением и отпуском позволила обеспечить высокий комплекс механических свойств (Оу ----- 440—510 МПа, Ств — 560—688 МПа, 6 > 20 %) и стойкость против сероводородного растрескивания > 0,75а . Отсутствие блистеринга достигнуто за счет гомогенности феррито-перлитной структуры, ограничения загрязненности стали неметаллическими включениями и глобулярности их формы (обработка кальцием). [c.157]

Свойства листовой стали определены на поперечных образцах, трубной заготовки н труб — на продольных средние— из 2—. 5 испытаний. Стойкость стали против сероводородного растрескивания определялась в водном растворе 5 % Na l, насыщенном сероводородом и подкисленном 0,5 % уксусной кислоты До pH 3 (данные ЦКБН и ВНИИнефтемаш), [c.158]

Аналогичные стали типа ЗОХМ использует японская фирма Nippon—Кокап для труб нефтяного сортамента категорий NKA 85S-95S, при этом за счет повышенной чистоты по сере 0,005 %) и закалки на мартенсит (90 %) гарантируется высокая стойкость против сероводородного растрескивания на уровне [c.160]

Фирма Mannesmann (ФРГ) для работы в сероводородсодержащих средах использует трубы нефтяного сортамента категорий MW- -90S (95S) с минимальным пределом текучести 630 и 665 МПа [2.32]. Трубы изготавливают из легированной стали с повышенной чистотой по примесям 0,25—0,30 % С 0,8—1,05 % Мп 0,15—0,35 % Si 0,85—1,15 % Сг 0,3—0,5 % Мо <0,35 % Си <0,015 % Р <0,005 % S. После закалки и высокого отпуска (твердость не более 25,4 HR ) металл труб обладает стойкостью против сероводородного растрескивания и хрупкого разрушения (K V 46 >- 50 Дж/см ). [c.160]

Сплав нашел применение для деталей и винтовых пружин подземного скважинного оборудования, работающих на сероводородсодержащих нефтегазовых месторождениях. Он достаточно стоек против сероводородного растрескивания (o 0,800,2) и стоек против общей коррозии в данных средах при температуре 70 °С и давлении 1,7 МПа (балл стойкости 1 по ГОСТ 13819—68). Коррозия и сероводородное растрескивание стали лучше всего предотвращаются при совместном применении сероводородостойких сталей и ингибиторов коррозии [2.361. Эффективность защиты газопромыслового оборудования от коррозии за счет ингибирования составляет 75—97 % [2.371. [c.165]

Для определения стойкости против сероводородного растрескивания стали 20 без покрытия и с покрытием из нитрида титана проводили испытания в среде NA E плоских образцов с размером рабочей части 4 х 20 х 50 мм с постоянной скоростью деформирования 4,4x10 м/с [21]. [c.54]

Сталь с 9% N1 проявила особенно большую склонность к сероводородному растрескиванию [42, 49]. Низкую стойкость имеет высоколегированная сталь 410 с 12% Сг (типа отечественной 0X13) [45, 46]. Высоколегированные аустенитные хромоникелевые стали (типа Х18Н10Т) при определенных жестких условиях также подвержены сероводородному растрескиванию [47, 50]. Подробно этот вопрос рассматривается в гл. 4. [c.51]

ЛИЧНЫХ плавок) охарактеризована авторами как стойкая к сероводородному растрескиванию в закаленном и стабилизированном состоянии. Стойкость литой стали Х17Н13МЗТЛ оказалась более низкой, чем катаной. [c.93]

В табл. 4.15 приводятся результаты испытаний петлеобразных образцов из различных материалов. Не разрушились до конца испытаний лишь сплавы с высоким содержанием никеля инколой, ХН78Т, монель-металл, а также титан. Образцы всех остальных исследованных материалов подверглись сероводородному растрескиванию за время в пределах длительности испытаний. Наименьшая стойкость отмечена у стали Х18Н10Т. Образцы, подвергавшиеся перед созданием напряжения пластической деформации растяжением на 30%, растрескивались значительно быстрее, чем без деформации. Ускоряющее влияние предварительной холодной деформации растяжением на сероводородное растрескивание доказывается результатами специальных опытов (табл. 4.16). Предварительная деформация примерно в 3 раза сокращает время до сероводородного растрескивания петлеобразных напряженных образцов Х18Н10Т. В менее жестких условиях испытаний, а именно при более высоких значениях pH (что соответствует насыщенной [c.97]

В табл. 8.11 приводятся результаты испытаний различных нержавеющих сталей на их стойкость к коррозионному растрескиванию в средах, имитирующих условия установок сепарации агрес-сивного природного газа. Наименьшую стойкость к сероводородному разрушению проявила сталь Х18Н10Т, растрескавшаяся через 140 ч. Двухфазная аустенитно-ферритная сталь с пониженным со- [c.276]

На основе имеющихся сведений по стойкости к общей коррозии и опытных данных по коррозионному сероводородному растрескиванию в содержащих H2S водных растворах и 97% растворах ДЭГ сталь Х17Н13МЗТ можно рассматривать как один из наиболее надежных конструкционных материалов для блоков абсорбции и регенерации ДЭГ при температуре не выше 50 °С. [c.286]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...