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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

抗HIC压力容器用Q345R(R-HIC)钢焊接接头组织与性能研究

研发了抗HIC(Hydrogen Induced Cracking,氢致开裂)压力容器用Q345R(R-HIC)钢,并研究其焊接接头区域的显微组织及性能。结果表明,焊缝区、熔合区和热影响区显微组织主要由铁素体、贝氏体和珠光体组成。各区域热力学过程不同,焊接后显微组织存在明显差异:焊缝区显微组织主要由先共析铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体组成;熔合区显微组织中贝氏体逐渐增多,铁素体逐渐减少;热影响区中的粗晶区显微组织几乎全部由贝氏体组成,细晶区和不完全重结晶区显微组织为等轴铁素体和珠光体组织。焊接接头具有良好的力学和抗氢致开裂性能。焊接接头微区硬度和冲击性能与显微组织关系密切:热影响区存在贝氏体组织导致其平均硬度最高、冲击功最低;针状铁素体具有良好的抗裂纹扩展能力,使得焊缝区具有良好的冲击韧性,冲击功最高。各区域差异的显微组织未对抗氢致开裂性能造成影响。

开发的石油化工抗HIC容器用SA-516Gr65钢板的组织和性能

开发的SA-516Gr65钢板(12.70~28.58 mm)(/%:0.13C,0.26Si,0.89Mn,0.006P,0.0007S,0.33Ni,0.062Alt)经150 t BOF-LF-RH-CC-TMCP流程生产。结果表明,经880~910℃正火后钢板屈服强度344~417 MPa,抗拉强度485~500 MPa,-50℃冲击功167~292 J,满足标准要求。钢中非金属夹杂物主要为球状氧化物,大小在10μm内;氢致开裂敏感性试验后,未观察到裂纹,其裂纹长度百分比(CLR)、裂纹厚度百分比(CTR)、裂纹敏感百分比(CSR)平均值均为0,满足MESC SPE 74/125标准;钢板显微组织主要为珠光体+铁素体,晶粒均匀细小。

循环氢脱硫塔制造中的腐蚀试验

用国产16MnR(HIC)抗氢钢制造循环氢脱硫塔的过程中,通过对板材、锻件、焊接接头做腐蚀试验的结果,证明能够满足设计要求的试验数据,即该材料在酸性气体中具有一定的抗氢、抗硫化物的特性。

16MnR(HIC)钢及其焊接试验研究

概述了16MnR(HIC)钢的由来,抗氢诱导裂纹产生的机理及16MnR(HIC)钢的力学性能。着重介绍了16MnR(HIC)钢的焊接条件及特殊要求。

国产SA516 Gr65(HIC)厚钢板的开发及应用

某炼油厂加氢装置中的冷高压分离器存在湿H_2S严重腐蚀,其壳体应选用ASME牌号SA516Gr65(HIC)材料。基于国内钢板生产的实际情况,新开发了厚度为165 mm的SA516 Gr65(HIC)厚钢板;经设备制造厂对该钢板性能复验、焊接工艺评定及设备制造,表明国产SA516 Gr65(HIC)钢板与国外生产的钢板质量基本相当,可以替代进口钢板作为同类设备的材料。

热处理对电熔化焊管用C-Mn钢抗HIC性能的影响

采用连续式氮气保护热处理炉和实验室箱式热处理炉,研究了正火以及正火后加速冷却+回火工艺对电熔化焊管用C-Mn钢显微组织和抗氢致开裂(HIC)性能的影响。结果表明:试验钢采用正火虽然可以细化晶粒,但无法消除因连铸坯枝晶偏析造成的钢板带状组织,带状组织对试验钢的抗HIC性能有显著的劣化作用;采用正火后加速冷却工艺,带状组织完全消除,形成了铁素体和贝氏体的混合组织,板条状的贝氏体在原奥氏体晶内形核,有效地分割了原奥氏体晶粒,再通过后续合适的回火热处理,形成了热力学稳定的细晶组织,使得钢的抗HIC性能明显改善。

酸性环境下Q345R-Z35钢板焊接接头性能分析

介绍了酸性环境下压力容器用钢板Q345R-Z35埋弧焊焊接工艺,对焊后热处理状态的焊接接头进行了拉伸、弯曲、冲击试验、抗氢诱导裂纹(HIC)试验、抗硫化物应力腐蚀开裂(SSC)试验以及焊缝金属化学成分分析,试验结果完全满足技术条件的要求。

酸性服役钢管L245NS的焊接工艺

对酸性服役条件钢管L245NS的性能、化学成分等进行了介绍,并对采用的焊接方法、填充材料、焊接工艺参数、焊后热处理等进行了详细描述,通过无损检测、力学性能试验、抗硫化物应力开裂试验、抗氢致开裂性能试验等验证了焊缝的可靠性和耐腐蚀性,确保了管线焊接质量和服役寿命。

SA516 Gr70(R-HIC)材料焊接工艺

循环氢压缩机入口分液罐所采用的SA516 Gr70(R-HIC)材料是一种具有一定抗氢致开裂和抗硫化物应力腐蚀开裂能力的钢材,由于其较低的碳当量及合金元素,极低的硫、磷含量,具有良好的焊接性能,结合其腐蚀机理,制定预焊接工艺,进行焊接工艺评定试验,焊接接头各项力学性能满足标准要求,进一步进行抗氢致开裂试验和抗硫化物应力腐蚀开裂试验,证明预焊接工艺可以保证焊接接头满足设备在腐蚀环境下的使用要求,从而制定产品焊接工艺,进行产品焊接。

钛合金在高含硫化氢工况中的腐蚀性能研究

研究了3种不同强度等级的钛合金(TT42、TT52和TT70)在高硫化氢工况中耐点腐蚀试验、抗氢致开裂试验(HIC)、抗硫化物应力腐蚀开裂试验(SSC)、以及模拟工况条件下均匀腐蚀试验和抗硫化物应力腐蚀开裂试验(SSC).结果表明:3种钛合金材料均具有良好的抗点腐蚀性能、抗氢致开裂性能及抗硫化物应力腐蚀性能;在模拟高含硫工况条件下,3种钛合金材料均匀腐蚀试验表面均无点蚀,平均腐蚀速率分别为4×10^(-4) mm/a、2×10^(-4) mm/a和4×10^(-4) mm/a,几乎不发生腐蚀;在80%AYS加载应力下,3种钛合金材料表面均未发生开裂.