Сероводородное растрескивание металлов

Наличие остаточных технологических напряжений, возникающих при гибке, металлургических дефектов, а также воздействие сероводородсодержащей среды привели в условиях вибрации отвода к усталостному сероводородному растрескиванию металла (на поверхности излома обнаружены усталостные бороздки). [c.35]

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]

На основе изложенных соображений, а также с учетом опыта оценки изменения сопротивляемости сероводородному растрескиванию металла трубопроводов и оборудования ОНГКМ в [50] разработана следующая методика прогнозирования ресурса работы ранее эксплуатировавшихся конструкций. [c.123]

Сероводородное растрескивание металлов [c.107]

СЕРОВОДОРОДНОЕ РАСТРЕСКИВАНИЕ МЕТАЛЛОВ Таблица 15. Механические свойства сталей в воде и растворах сероводорода [51] [c.107]

Сероводородное растрескивание металлов (пред. табл. 17) [c.109]

Помимо общей и язвенной коррозии сварных конструкций сероводород вызывает сероводородное растрескивание и водородное расслоение металла оборудования и трубопроводов. [c.7]

С повышением внутренних механических напряжений возникает восприимчивость металла к сероводородному растрескиванию. [c.14]

Случаи сероводородного растрескивания корпуса крана (рис. 12е) обусловлены металлургическими дефектами в очаге разрушения и в прилегающих зонах наблюдается большое количество неметаллических включений, пор, трещиноподобных дефектов. Кроме того, пластические свойства образцов из металла корпуса более чем в 2 раза ниже требуемых. [c.41]

НВ < 235). При визуальном осмотре в верхней части кольцевого шва обнаружена трещина длиной 300 мм, а методами ультразвуковой дефектоскопии зафиксировано ее развитие в металле шва на расстояние 1200 мм. Характер разрушения хрупкий, поверхность излома покрыта продуктами коррозии, растрескивание начинается от непровара (рис. 13). В зоне термического влияния под корневым слоем в области очага разрушения обнаружен участок укрупненного бейнитного зерна с твердостью 266-285 НУ. В следующих далее слоях сварного соединения в зоне термического влияния наблюдается мелкозернистая нормализованная структура с твердостью 210-221 НУ. Сероводородное растрескивание сварного соединения инициировал концентратор напряжений — непровар в сочетании с бейнитной структурой металла, обладающей высокой твердостью. [c.42]

Основное количество повреждений (247) наблюдалось в течение первых шести лет эксплуатации. В 1971-1973 гг. оно непрерывно возрастало. В следующие три года несколько снизилось, но все же находилось на недопустимо высоком уровне. Затем количество повреждений снизилось до минимума и держалось на таком уровне до 1995 г. В последние годы начали поступать сведения об одиночных коррозионных повреждениях трубопровода, причина возникновения которых требует выяснения. Большинство повреждений имело вид нераскрывшихся коррозионных трещин различной длины (20-150 мм) на продольных заводских сварных швах поблизости от кольцевых монтажных швов или непосредственно на них. Известно, что с момента ввода в эксплуатацию по апрель 1972 г. по трубопроводу Оренбург-Заинск транспортировался неингибированный газ с содержанием Н25 до 2,5% об., который мог вызвать сероводородную коррозию металла, проявляющуюся в разных формах — от общей равномерной коррозии до водородного расслоения и сероводородного растрескивания. [c.62]

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]

Таким образом, отказы трубопроводов и оборудования ОНГКМ в большинстве случаев обусловлены отсутствием эффективного ингибирования в условиях воздействия сероводородсодержащих сред на металлоконструкции из коррозионно нестойких сплавов, содержащих дефекты. Твердые структурные составляющие, неметаллические включения (сульфиды, оксисульфиды и т. п.) и расслоения являются очагами возникновения водородного растрескивания металла. Поверхностные дефекты (риски, волосовины, раскатанные загрязнения) способствуют появлению и развитию сероводородного растрескивания. Очагами сероводородного растрескивания сварных соединений трубопроводов и деталей оборудования являются так- [c.66]

Как показано выше, сероводородное растрескивание и водородное расслоение металла, а также степень изменения его физико-механических свойств являются факторами, определяющими техническое состояние оборудования и трубопроводов сероводородсодержащих месторождений. [c.120]

Было также показано, что геометрические параметры резьбовых соединений насосно-компрессорных труб скважин № 565 и № 566 из стали 18X1Г1МФ не соответствовали требованиям технических условий. Наличие дефектов резьбы приводило к возрастанию растягивающих напряжений в резьбовых соединениях в 1,5-2 раза. В результате разрушение некоторых иасосно-компрессорных труб происходило через несколько суток эксплуатации по причине сероводородного растрескивания металла, вызванного совместным воздействием сероводородсодержащих сред и повышенных напряжений в резьбовых соединениях. [c.20]

Сероводородное растрескивание металла муфт насоснокомпрессорных труб отечественной и импортной поставок происходит также при отсутствии эффективного ингибирования под действием коррозионной среды и высоких растягивающих напряжений, возникающих преимущественно в зоне концентраторов напряжений при затяжке муфт. [c.21]

Установлено, что основной причиной разрушения адаптеров являлось воздействие сероводородсодержащего газа на металл, имеющий дефектную структуру (грубодендритная структура с усадочными порами и несплощностями), которая способствовала замедленному сероводородному растрескиванию металла адаптеров. [c.24]

После 18 лет эксплуатации произошло разрушение (длина трещины 280 мм) кольцевого сварного соединения щлейфового трубопровода 0219x12 мм (сталь 12Х1МФ) скважины № 6026 (рис. 8а). В сварном соединении в области очага разрушения обнаружены поры, шлаковые включения, подрезы и непровар до 5 мм (рис. 86), которые инициировали сероводородное растрескивание металла стыка. Аналогичное разрушение сварного стыка шлейфового трубопровода скважины № 183 произошло после 15 лет эксплуатации (рис. 8в). Трещина в сварном шве длиной 210 мм образовалась от непровара глубиной 4 мм. Склонность металла шва к сероводородному растрескиванию обусловлена также его повышенной твердостью (293 НВ), что свидетельствует об отсутствии термообработки стыка. [c.29]

Межкристаллитное сероводородное растрескивание 3" тройника инициировано технологическим концентратором напряжений, расположенным на внутренней стенке корпуса тройника. Малая толщина стенок и нерациональная технология изготовления обусловили сероводородное растрескивание тройника мета-нольной гребенки. Разрушение патрубков 0115x6 мм из стали ТТ5Т35 в зоне приварки к воротнику произошло вследствие слияния водородных треп-лн, развившихся по неметаллическим включениям вдоль стенки трубы, и их дальнейшего слияния с трещинами, возникшими в результате сероводородного растрескивания металла. Растрескивание патрубков вызвано воздействием неингибированной сероводородсодержащей среды, так как патрубки расположены в застойной зоне сепаратора, а также повышенными растягивающими напряжениями, в том числе от изгибающего момента. [c.45]

Сероводородное растрескивание существенным образом зависит от уровня прочности стали. По-видимому, растрескивание не происходит при некотором критическом уровне прочности стали. Однако этот уровень может зависеть от состава коррозионно-активной среды и структуры стали. При переходе от феррито-перлитной к бейнитной и особенно к мартенситной структуре возрастают внутренние микронапряжения, Согласно обстоятельным изысканиям [201] по разным источникам, критический уровень твердости сталей, ниже которого в сероводородной среде не возникает растрескивание, составляет HR 20-22. Эти данные нашли отражение в рекомендациях Американской организации NA E - Национального объединения инжене-ров-коррозионистов, согласно которым для изготовления элементов нефтяного оборудования, эксплуатируемого в условиях сероводородного растрескивания металлов (т.е. при наличии в среде сероводорода и воды), можно применять стали с HR 22. [c.323]

При этом установлено, что толщина покрытия в диапазоне 10—15мкм практически не оказывает влияния на коррозионно-механические свойства материала. Образцы без покрытия, разрушенные при воздействии среды NA E, имеют хрупкий кристаллический излом с наличием вторичных трещин, характерных для сероводородного растрескивания металлов. Кор- [c.54]

Применение стали с ограниченной прочностью и снижение рабочих напряжений. В качестве критерия, характеризующего прочность стали, при этом часто используют твердость металла. В соответствии с рекомендациями Американской организации Na E (Национальное Объединение Инженеров-Коррозионистов) для изготовления элементов нефтегазопромыслового оборудования, предназначенного для работы в условиях возможности сероводородного растрескивания металла (т. е. при наличии в среде сероводорода и воды) необходимо применять стали с величиной твердости HR не более 22 (этому значению твердости соответствует предел текучести порядка 630 МПа). Однако (см. п. 6 главы IV) сероводородное растрескивание стали в особо тяжелых условиях испытаний (кото- [c.98]

Присутствие никеля и марганца в стали способствует повышению ее склонности к сероводородному растрескиванию. Для исключения этих вредных добавок разработаны указанные выше низколегированные хромомолибденовые и хромалюминиевомолибдено-вые стали, сочетающие хорошие прочностные характеристики с пониженной склонностью к растрескиванию. Вместе с тем применение и этих сталей полностью не обеспечивает безопасной эксплуатации нефтеаппаратуры (т. е. не гарантирует отсутствия сероводородного растрескивания металла) [137]. [c.100]

Исследованиями ЮЖНИИГИПРОГАЗа установлено, что в условиях минимального коррозионного воздействия эксплуатируются межблочные коммуникации емкость Е-01-выходной коллектор У КП Г при эффективной низкотемпературной сепарации. Все остальные линии эксплуатируются в присутствии электролита. Согласно рис. 3, все межблочные коммуникации, линии обвязки и шлейфы скважин-доноров подвержены сероводородному коррозионному растрескиванию. Прогнозируемая скорость общей коррозии составляет 0,1-0,3 мм/год. В диапазоне рабочих температур скорость общей коррозии металла относительно невысока, а его стойкость к сероводородному растрескиванию также является низкой (рис. 3). [c.13]

Исследования микроструктуры стали выявили скопление хрупких составляющих (а-фазы и 8-эвтектоида) по границам зерен (как и в случае металла спецфланца), образовавшихся вследствие нарушения технологии термообработки задвижек, а также превышения процентного содержания ферритной составляющей структуры. Исследование металла новых задвижек показало аналогичную структуру, в связи с чем вся партия задвижек была отбракована и заменена на новую. Сероводородное растрескивание 6" задвижки фирмы ДаЬазЬ К1ка1 обусловлено охрупченным состоянием материала корпуса задвижки и несоответствием его механических свойств данным сертификата. [c.25]

Буферный 4" фланец из стали Uranus 50 фонтанной арматуры разрушился через семь лет эксплуатации (рис. 66). Зарождение и распространение трещин сероводородного растрескивания происходило по границам зерен аустенита в местах скопления карбидов железа. Обеднение границ зерен карбидами хрома было вызвано, вероятно, нарушением режима термической обработки фланца, твердость металла которого достигала 25 HR . [c.27]

В 1974 г. произошло разрушение трубопровода 0114 мм обвязки одной из скважин УКПГ-б ОНГКМ. В области фланца образовалась сквозная трещина, находившаяся на расстоянии 15-23 мм от оси сварного шва. Структура металла фланца в зоне образования и развития трещины состояла из грубопластинчатого перлита. Методами электронной фрактографии установлено, что металл фланца был сильно загрязнен неметаллическими включениями, по которым распространялось разрушение, имевшее преимущественно хрупкий характер. Причиной возникновения этого повреждения явилось наличие в металле фланца большого количества неметаллических включений типа оксисульфидов и непроваров глубиной до 2 мм общей протяженностью около 50 мм в корне сварного шва. Кроме того, отсутствие термообработки сварного соединения способствовало возникновению в околошовной зоне структуры троостита, не обладающей достаточной стойкостью к сероводородному растрескиванию, и высокого уровня остаточных напряжений. [c.27]

Рис. 10. Трещины сероводородного растрескивания в металле отвода ДКС-1 (х200)

Разрушение монтажного сварного стыка 0720x22 мм газопровода неочищенного газа УКПГ-9-ОГПЗ имело место по истечении девяти месяцев эксплуатации. В сварном стыке были отмечены смещение кромок до 7 мм на расстоянии 2/3 периметра трубы и непровар до 10 мм в том же месте. От непровара зародилась коррозионная трещина, которая в ходе своего дальнейшего развития на 20 мм вышла на основной металл при ширине раскрытия кромок до 0,5 мм. Сероводородное растрескивание другого сварного стыка этого же газопровода (рис. 12а) также было обусловлено дефектами сварного соединения смещением кромок (более 2 мм) в сочетании с непроваром в корне шва глубиной более 2 мм на расстоянии 500 мм и порами в корневом шве. [c.36]

Сероводородное растрескивание монтажного сварного стыка газопровода 0720x17,2 мм УКПГ-16-ОГПЗ произошло ранее чем через месяц после начала его эксплуатации. Трубопровод сооружен из труб импортной поставки (сталь Х46) в соответствии с ТУ-28-40/82 Н25. Очаг разрушения длиной 280 мм находился на металле шва в нижней части трубы. По обе стороны от очага на металле шва наблюдался шевронный узор с выходом в зону термического влияния в верхней ча- [c.36]

Разрушение отводов и горизонтальных участков СППК обусловлено язвенной коррозией, зарождающейся в местах выхода на поверхность неметаллических включений и вызывающей утонение стенок в 2-5 раз. От этих концентраторов напряжений по основному металлу и сварному шву развивается сероводородное растрескивание. Появлению язвенной коррозии и свищей в сварных швах Г уголка и регулятора уровня способствовали имеющиеся в металле непровары, поры и шлаковые включения. [c.43]

Примером сероводородного растрескивания деталей газопромыслового оборудования является хрупкое разрушение пластин компенсатора насоса 9МГР на промстоках. Микроструктура металла пластин ферритная с небольшим количеством перлита, твердость составляет 140 НВ, коррозионные трещины развивались по границам зерен. Произошедшее после семи месяцев эксплуатации водородное растрескивание скалки насоса ХТР-1,6/200, который перекачивает ингибитор КИГИК, приготовленный на основе метанола, обусловлено наличием большого количества мартенситной составляющей в приповерхностном слое металла скалки, твердость которого достигает 53 HR . [c.43]

По-видимому, с целью придания металлу корпуса крана в зоне уплотнения и расположения винтов (концентраторов напряжений) антикоррозионных свойств 1аплавка производилась хромистыми электродами ферритного класса. В процессе сварки наплавленного металла с основным металлом корпуса крана вследствие перемешивания содержание хрома в наплавленном слое уменьшилось до 8,5%. Такого содержания хрома недостаточно для получения коррозионностойкой ферритной структуры. В результате в наплавленном слое образовалась мартенситная структура, не обладающая стойкостью против сероводородного растрескивания, что привело в итоге к возникновению трещин в корпусе 6" кранов и к нарушению их герметичности. [c.47]

По механическим свойствам металл трубопровода соответствовал требованиям нормативных документов. При испытаниях образцов металла новых труб на водородное расслоение по методике NA E ТМ 0284-96 (база испытаний — 96 ч) в образцах образовывались трещины, характерные для водородного расслоения. С учетом опыта эксплуатации ОНГКМ было сделано заключение, что дефекты, приведшие к разрушению трубопровода регенерированного газа, могут возникнуть в течение 6-8 месяцев даже в трубах, стойких к сероводородному растрескиванию, в отсутствие ингибирования и при наличии [c.48]

Разрушение трубопровода Покровка-ОГПЗ началось в основном металле нижней части трубы после 13 лет эксплуатации и развивалось в обе стороны от места зарождения на длине 8670 мм. Максимальное раскрытие трещины составило 990 мм. Трубопровод был рассчитан на рабочее давление до 2,0 МПа и сооружен из труб 0530x7 мм. В металле поврежденной трубы обнаружены признаки водородного расслоения и сероводородного растрескивания, что свидетельствует о высокой влажности газа и наличии в нем сероводорода. Установлены также недопу- [c.60]

Образцы металла в состоянии поставки, идентичные по химическому составу, термомеханической обработке и механическим свойствам металлу контролируемого аппарата или трубопровода, в среде NA E выдерживают от О до 720 ч при постоянной нагрузке, эквивалентной величине рабочих напряжений, характерных для данной конструкции. При этом в металле накапливаются микроповреждения. Затем образцы дорывают в той же среде при медленном растяжении со скоростью деформирования не более 2-10 с и определяют величину относительного сужения отражающую сопротивляемость стали сероводородному растрескиванию. [c.124]

Оборудование и трубопроводы сероводородсодержащих месторождений испытывают механические нагрузки, которые, как правило, не превышают 0,5ад 2. то есть ресурс коррозионно-механической прочности металла не реализуется почти наполовину. Принимая во внимание этот факт, а также данные анализа отказов и изменения свойств бездефектного металла трубопроводов, представляется нецелесообразной эксплуатация оборудования в случае уменьшения более чем в два раза сопротивляемости металла сероводородному растрескиванию. В соответствии с этим шкалу времени предварительной выдержки образцов в среде NA E совмещают со шкалой планируемого срока эксплуатации трубопровода (рис. 34). [c.124]

Испытания металла и сварных соединений труб на стойкость против сероводородного растрескивания в соответствии с ГОСТ 9.901.1-89, МСКР 01-85, Р 54-298-92, ТМ 0177-96, ТМ 0284-96 [c.169]

Содержание сероводорода в природном газе на разных месторождениях составляет от сотых долей процента до 25% об., а двуокиси углерода — от долей процента до 15% об. Как правило, в газе одновременно присутствуют и сероводород, и двуокись углерода. На АГКМ общее содержание в газе кислых компонентов достигает 40% об., а на месторождениях Северного Кавказа и Восточной Украины сероводород в большинстве случаев вообще отсутствует. В связи с этим характер коррозионных разрушений металла оборудования, используемого на различных месторождениях, имеет существенные отличия. В случае наличия в природном газе двуокиси углерода наблюдается общая коррозия металла, а в присутствии сероводорода — его сероводородное растрескивание. [c.216]

В случае сероводородной коррозии чрезвычайно важную роль во влиянии на коррозионный процесс играет напряженно-деформированное состояние металла, так как значительные остаточные и рабочие напряжения вызывают сероводородное растрескивание, которое является труднопрогнозируемым и приводит к внезапным отказам оборудования, что, в свою очередь, является опасным для окружающей среды. [c.220]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...