管线钢抗氢致开裂(HIC)性能试验方法的研究

根据国标GB/T 8650-2006《管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法》,对管线钢抗氢致开裂(H IC)性能试验方法进行了研究,试验中通过采用一系列措施,保证了试验人员安全的同时顺利完成试验,取得了满意效果。

显微组织对抗氢致开裂的影响研究

采用NACE TM0284-2016实验标准,对抗酸管线钢和碳素结构钢进行氢致开裂(HIC)实验行为研究评定;通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)等方法,研究了不同显微组织结构对抗氢致开裂性能的影响。实验结果表明,具有多边形铁素体+少量珠光体、晶粒尺寸较小的显微组织具有良好的抗HIC性能,而晶粒尺寸较大、铁素体-珠光体交替的带状显微组织的碳素结构钢出现了大量的氢致裂纹,其平均裂纹长度率(CLR)高于40%。

夹杂物对16MnR(HIC)钢板抗氢致开裂的影响

HIC test and inclusion analysis are carried out to 16MnR heavy and medium plate with different S contents.The result show that HIC sensitivity of 16MnR reduces is excellent when the S content(sulphide inclusion).HIC resistance is excellent when the S content is not greater than 0 005 while the decrease of indusion A is obvious and inclusion is lower then class 0 5.

抗氢致开裂钢16MnR(R-HIC)在加氢装置中的应用

从氢致开裂(HIC)的腐蚀机理出发,结合洛阳分公司800kt／a柴油加氢精制装置中的循环氢压缩机入口分液罐的设计选材问题,阐述了抗氢致开裂钢16MnR(R-HIC)在加氢装置中的实际应用情况。对16MnR(R-HIC)、16MnR、20g在化学成分以及抵抗湿硫化氢腐蚀性能上进行了对比,并对应用抗氢致开裂钢的压力容器的制造检验要求提出较严格的要求。

L245A级钢管在湿H_2S环境下的氢致开裂(HIC)与硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验研究

管线钢在湿H2S环境下运行必须考虑其抗氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)性能,因此,在确保L245A级钢管力学性能合格的前提下,根据NACETM0284—2003和NACETM0177—2005标准,按照L245A级钢管及焊缝所处的不同介质浓度和运行压力设计了8组试验。通过降低介质浓度和运行压力对L245A级钢管在湿硫化氢环境下的抗氢致开裂性能和硫化物应力腐蚀开裂性能(SSCC)进行了试验评定;通过4组试验得出:L245A级钢管在标准湿H2S环境下不会产生氢致开裂,发生硫化物应力腐蚀开裂,在设计条件和工作条件下不发生应力腐蚀开裂的结论。同时笔者对管道在湿H2S环境下的安全运行提出了建议。

X52管线钢抗氢致开裂试验裂纹成因分析

针对某段时期出现的X52管线钢产品经抗阶梯型破裂试验后,试样有明显阶梯裂纹,产品检验不合格的问题,对不合格批次的试样进行化学成分、炼钢工艺以及显微组织等方面的分析,分析了该抗硫化氢腐蚀X52管线钢氢致开裂的原因。结果表明:开裂批次试样的钙硫含量比值偏低,导致出现夹杂物偏聚和中心偏析,且夹杂物呈线状分布,是造成该管线钢产品抗氢致开裂试验开裂的主要原因。最后对X52管线钢的生产控制要点提出了相应建议,以提高其抗硫化氢腐蚀的能力。

冷高压分离器16MnR(HIC)抗氢钢超大型筒体研制

1 2 0× 1 0 4 吨 /年加氢裂化装置冷高压分离器和循环氢分液罐筒体锻件超长、超大 ,采用抗氢钢1 6MnR(HIC)制造 ,技术要求非常高 ,达到了二重现有设备的制造极限。我们在工艺上采用纯净钢冶炼 ;上下球面镦粗 ,预扩孔—最终扩孔、拔长—扩孔砧扩孔等超大型薄壁筒体的锻造 ;卧装、卧淬的热处理等制造技术 ,以及合理的热处理工艺参数 ,成功制造了三件筒体锻件。

16MnR(HIC)抗氢钢的评定试验与首次压力容器焊接

中石油重点工程的土库曼斯坦阿姆河右岸天然气处理厂配套的压力容器均由四川油建容器厂制造,其中脱硫脱碳装置的核心设备是四台胺液吸收塔。该设备规格P6.49 MPa,DN 3000×29622,工作介质为高含量S2H、CO2及MDEA溶液,有强烈的硫化氢应力腐蚀开裂倾向,主体材料壁厚72mm和80 mm的16MnR(R-HIC),熔炼分析:w(S)≤0.003%,w(P)≤0.015%,w(Mn)=1.20%～1.35%,且受压元件和对接焊缝应具备抗HIC和SSC性能。四川油建容器厂首次焊接16MnR(R-HIC)压力容器,选择了满足抗氢钢焊接的焊接材料,按照JB4708标准做了六个焊接工艺评定,抗HIC、SSC性能试验合格,满足产品要求和完成制造,至今设备已安全运行三年。

氢致裂纹形成位置与氢致开裂抗力

对３０ＣｒＭｎＳｉＡ钢的纯Ｉ型及复合型预充氢试样进行恒载荷试验及慢应变率试验．研究切缝顶端不同应力应变场及不同加载动态过程对氢致裂纹形成位置的影响．并探讨相应于不同的氢致裂纹形成位置，氢致开裂临界应力强度因子随复合比的变化规律．

X65抗酸管线钢氢致开裂的晶体学表征

采用电子背散射衍射方法(EBSD)对X65MS抗酸管线钢氢致开裂(HIC)的晶体学特征进行了研究,结果表明,{111}//ND取向晶粒和回复、再结晶晶粒具有良好的抗HIC性能,而{101}//ND取向晶粒和变形晶粒具有较高的HIC裂纹敏感性;此外,低值的局部取向错配角(KAM)和大角度晶界(HAGBs)对HIC裂纹萌生和扩展具有抑制作用,而高值的KAM和小角度晶界(LAGBs)则易于HIC裂纹的萌生和扩展。

16MnR(HIC)钢焊接接头抗氢致裂纹的试验研究

研究了不同焊接热输入下焊缝在NACE熔液中的抗氢致开裂(HIC)性能。结果表明:焊缝的HIC敏感性随焊缝中Mn、S、P含量的增加而增大,焊接热输入在一定的范围内对焊缝的抗HIC能力影响不大。但是,当焊接热输入增大到一定程度时,焊缝抗HIC性能变差。这主要是由于焊接热输入增大后,焊缝组织变粗,性能下降,尤其是焊缝组织中的夹杂物随着焊接热输入的增大而长大,导致焊缝抗HIC的能力下降。

345 MPa级容器用钢抗氢致开裂性能的研究

对345 MPa级容器用钢进行了900℃水淬和分别在550、600和650℃回火60 min。热处理后,通过金相检验、能谱分析、电子探针分析和电子背散射衍射技术等研究了影响钢抗氢致开裂性能的因素。结果表明:淬火和不同温度回火后,钢的显微组织均为粒状贝氏体和多边形铁素体;随着回火温度的升高,多边形铁素体含量增多,组织向平衡态转变,均匀性增加,显微硬度的最大值与最小值的差值减小,从而降低了钢的氢致裂纹敏感性;650℃回火的钢抗氢致开裂性能最佳。

管线钢中的硫化夹杂物与氢致开裂

研究了 5种材料在 NACE溶液和人工海水溶液中的氢致开裂 (Hydrogen - induced cracking,HIC)行为 ,结果表明 :当材料中存在硫化夹杂物时 ,氢致开裂敏感性增大。为了提高材料的抗氢致开裂性能 ,应控制其含量与形态。对于更恶劣的腐蚀环境 (酸性油气 ) ,管线钢抗 HIC的评价应采用 NACE标准进行氢致诱导开裂试验。

管线钢中带状组织与氢致开裂

研究了 6种材料在NACE溶液中的氢致开裂 (HIC)行为 .结果表明 :钢材中Mn ,P ,S的含量高时 ,带状组织明显增多 ,HIC敏感性提高 .为避免带状组织及氢致开裂 ,应控制钢材中的Mn ,P ,S含量 ,给出了Mn ,P ,S含量的推荐值 :wMn≤ 1.3% ,wP≤ 0 .0 10 % ,wS≤ 0 .0 0 1% .

X80管线钢在酸性环境下的氢致开裂行为研究

目的研究X80管线钢在我国典型酸性环境(鹰潭土壤模拟溶液)下的氢致开裂行为。方法采用电化学动电位扫描技术、慢应变速率拉伸实验和扫描电镜技术,分析氢在X80管线钢中的渗透行为、材料的放氢行为、电化学充氢对材料拉伸性能的影响以及材料断口的形貌。结果通过氢渗透实验测得,在室温下,氢在X80管线钢中的的氢扩散通量J∞=7.31×10-11mol/(cm2·s),有效扩散系数Deff=5.36×10-8cm2/s,可扩散氢浓度C0=7.64×10-5mol/cm3。钢中的氧化铝类非金属夹杂及表面点蚀坑促进了氢致裂纹的萌生,充氢后试样发生穿晶断裂。随着充氢时间的增加,断口由韧性断裂转变为脆性断裂,氢致开裂敏感性增高。结论 X80管线钢在我国典型酸性环境下(鹰潭土壤模拟溶液)具有较高的氢致开裂敏感性。

贝氏体组织管线钢的氢致开裂行为

依据NACE TM2048-2005标准测试了热轧态X120管线钢的氢致开裂敏感性,利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜观察裂纹和组织形貌,结合氢压理论讨论了贝氏体组织管线钢的氢致开裂行为。结果表明,X120管线钢的氢致裂纹多从较大尺寸的夹杂物处萌生;氢致裂纹沿原奥氏体晶界扩展,部分裂纹穿过板条贝氏体组织,块状贝氏体铁素体组织有较好的抗氢致开裂性能。

炼油常用钢材的抗HIC性能及评价方法的研究

为了评价炼油厂常减压蒸馏装置常用钢材对氢致开裂(HIC)的敏感性和加工中东高硫油设备用钢的适用性,利用恒温腐蚀槽、超声波影像仪、测氢仪、金相显微镜和精密分析天平等手段研究了炼油厂常用的五种低合金钢(国产20G,16MnR和CF62钢,日本产CR5和SM400钢)在湿硫化氢中的腐蚀行为,重点讨论了氢致开裂和氢鼓泡问题。试验表明:五种钢材抗HIC性能从优到劣依次为CR5,16MnR,CF62,20G,SM400。对超声波影像仪(UST)探测法的实用性进行了讨论。

湿H_2S环境用16MnR焊接接头抗氢诱发裂纹的试验研究

研究了不同焊接热输入下16MnR钢焊接接头在NACE溶液中的抗氢致开裂(HIC)性能。结果表明:焊接接头抗HIC能力随着接头硬度的提高而下降,当HB≤200时,接头对HIC不敏感;焊接热输入在一定的范围内对焊缝的抗HIC能力影响不大;但是,当焊接热输入增大到一定程度时,焊缝抗HIC性能变差,这主要是由于焊接热输入增大后,焊缝组织变粗,性能下降,尤其是焊缝组织中的夹杂物随着焊接热输入的增大而长大,导致了焊缝抗HIC能力的下降。

循环氢脱硫塔用Q345R(R-HIC)钢焊接工艺评定

通过对Q345R(R-HIC)钢的焊接性分析,进行焊条电弧焊和埋弧自动焊的工艺评定试验,经拉伸、冲击、弯曲、抗氢致裂纹(HIC)试验和抗硫化物应力腐蚀(SSCC)试验,结果表明Q345R(R-HIC)钢选用合适的焊接材料和焊接工艺参数,采用焊前预热、控制层间温度和焊后热处理等工艺措施,获得了满足脱硫反应器技术参数要求的优质焊接接头。

应力应变条件对氢致开裂的影响

综述了本研究组近年就应力状态及动态加载过程对氢致开裂的影响所作的一些研究。包括（１）Ⅰ型、（Ⅰ＋Ⅱ）及（Ⅰ＋Ⅲ）复合型加载条件下的氢致开裂研究；（２）复合型加载条件下裂纹顶端附近氢浓度的再分布；（３）不同加载条件下氢致裂纹形成位置及其与氢致开裂抗力的关系。