無縫管線管主要用于井口附近輸送高壓油氣。隨著硫化氫腐蝕問題的日益嚴重,抗硫無縫管線管的研制迫在眉睫,而抗硫性能的好壞是關鍵。探討了影響抗氫致裂紋(HIC)性能的介質與材料因素,認為Cu、Ni的加入可以提高無縫管線管材料的HIC性能,降低鋼中的S含量,經(jīng)噴硅鈣粉處理還可降低氫鼓泡的敏感性。
隨著石油和天然氣開采的日益深入,開采條件復雜且處于含硫環(huán)境的油氣井越來越多,硫化氫腐蝕問題非常尖銳。近年來,國內外對抗硫無縫管線管的需求不斷增加。無縫管線管主要用于井口附近輸送高壓油氣,是采用無縫管生產(chǎn)方式制造的沒有焊縫的鋼管。本文擬對抗硫無縫管線管的研制作一討論。
1 試驗方法
根據(jù)ISO3183標準,采用浸入法,在實驗室冶煉7爐1 t鋼錠,經(jīng)過鍛造、穿孔、頂管及張減制造成管,在鋼管上截取20 mm×100 mm×5 mm板厚或管厚試樣,將其浸入按標準規(guī)定配置的溶液中,96 h后取出并垂直軋向取截面,用金相法計算3個參量(裂紋長度率CLR、裂紋厚度率CTR、開裂敏感率CSR),以此來比較抗氫致裂紋(HIC)敏感性。
2 影響HIC性能的因素
2.1 介質因素
1) pH值。大量的研究結果表明,在pH為1~6的范圍內,氫鼓泡的敏感性隨pH的增加而降低,當pH>6時,則不發(fā)生氫鼓泡[1]。
2) H2S濃度。硫化氫的濃度愈高,則氫鼓泡的敏感性愈大。
3) 氯離子。在pH 值為3.5~4.5 的范圍內,Cl-的存在,使腐蝕速度增加,氫鼓泡的敏感性增加。
4) 溫度。25℃時CLR ,氫鼓泡的敏感性 于25℃時,升溫使腐蝕反應及氫擴散速度加快,從而氫鼓泡的敏感性增加。而高于25℃以后,由于H2S濃度的下降,反而使氫鼓泡的敏感性下降。
5) 時間。試驗采用96 h作為對比,一般情況下隨試驗時間的增加,腐蝕程度趨向嚴重。
2.2 材料因素
2.2.1 化學成分的影響
在實驗室冶煉了一輪根據(jù)不同級別設計的鋼種,具體成分見表1,并對其進行HIC浸泡試驗。從浸泡后的試樣表面觀察,B2、B6、B7的鼓泡面積明顯多于B9、B10,裂紋敏感性指標結果見表2。從表2 可看出,B2、B6、B7 的抗HIC 性能明顯劣于B9、B10。表1 中B2、B6、B7 鋼種不含Cu、Ni,而B9、B10 鋼種則含有Cu、Ni。由此可見,Cu、Ni 的加入,使腐蝕產(chǎn)物在鋼的表面形成了保護膜,抑制了表面的腐蝕反應,從而降低氫的逸出,減少了氫從環(huán)境中進入鋼的基體,降低氫鼓泡敏感性,增加了抗HIC 的性能,這與Oriani 的研究結果[2] 非常吻合,而且Oriani 還指出只有加入0.2 %的Ni 及大于0.2 %的Cu才能產(chǎn)生效果。
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16Mn是一種材質,一種含有結構鋼比較少的鋼材,主要用在管道建設和各種施工中,在實際生產(chǎn)中因為有著比較穩(wěn)定的特征和比較穩(wěn)定的化學性能被人們廣泛的運用,用在各種行業(yè)之中。因此16mn無縫鋼管是無縫鋼管行業(yè)中比較得力的一種,現(xiàn)在廠家眾多,只是聊城的16mn無縫鋼管生產(chǎn)廠家就不計其數(shù)!下面我們來了解一下16mn無縫鋼管的化學成分和性質。
16mn無縫鋼管是低合金高強度結構鋼 ,含碳量為0.1%-0.25%,加入主要合金元素錳、硅、釩、鈮和鈦 等;它的含合金總量<3%。按強度分為300、350、400和450MPa等4個級別。主要有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460。:“Q”是屈服的“屈”字的漢語拼音大寫字頭,其后數(shù)字為該牌號小屈服點(σs)值,其后的符號是按照該鋼雜質元素(硫、磷)含量由高到低并伴隨碳、錳元素的變化而分為A、B、C、D四等。其中A、B級鋼通常稱 16Mn無縫鋼管的化學成分:C:0.12~0.20; Mn:1.20~1.60; Si:0.20~0.55; 抗拉強度:470~660牛/平方毫米; 屈服強度:275~345牛/平方毫米; 伸長率:21%。
16Mn無縫鋼管熱軋或正火
16Mn無縫鋼管和16MnR、19Mng合并為Q345R。Q345R是普通低合金鋼,是鍋爐壓力容器常用鋼材,交貨狀態(tài)分:熱軋或正火,屬低合金鋼,含Mn量較低。性能與20G(412-540)近似,抗拉強度為(450-655)稍強,伸長率為19-21%,比20G的大于24%差。Q345R工藝參考標準GB713-2008。
16Mn無縫鋼管是普通低合金鋼,是鍋爐壓力容器常用鋼材,熱軋或正火。屬低合金鋼,含Mn量較低。性能與20G(412-540)近似,抗拉強度為(450-655)稍強,伸長率為19-21%,比20G的大于24%差。16Mn無縫鋼管是屈服強度為340MPa級的壓力容器專用板,它具有良好的綜合力學性能和工藝性能。磷、硫含量略低于普16Mn鋼,除抗拉強度、延伸率要求比普通16Mn鋼有所提高外,還要求保證沖擊韌性。它是目前我國用途廣、用量的壓力窗口專用鋼板。
16Mn無縫鋼管化學性能穩(wěn)定,基本上有所有的無縫鋼管所含的各項金屬元素,是一種比較優(yōu)良的鋼材。
8月2日,央行發(fā)布2013年第二季度中國錢銀方針履行陳述。陳述著重,將引導錢銀貸平穩(wěn)適度增加,嚴控對污染和產(chǎn)能過剩職業(yè)的借款等。“央行清晰表明嚴控對污染和產(chǎn)能過剩職業(yè)的借款,也即是說,作為高污染、產(chǎn)能嚴峻過剩的鋼管職業(yè)借款壓力大增,這一點在曾經(jīng)是從未有過的表象,而這一點無疑抓住了鋼管職業(yè)的 痛腳。”孟城祥說。邱躍成表明,行將出臺的方針辦法將愈加注重部分聯(lián)動,方針的針對性更強,一環(huán)扣一環(huán)。如工部規(guī)范檢查《鋼管職業(yè)規(guī)范條件》,環(huán)保部將出臺《全國大氣污染防治計劃》等。
縱觀本年5月份 下達的告訴和行將出臺的《化解產(chǎn)能過剩計劃》,不只是著重篩選落后,一起也提出嚴控新增產(chǎn)能,其連貫性也顯示了政府對去產(chǎn)能化的力度之大。
此外,篩選落后產(chǎn)能的規(guī)范也能夠變成一個亮點,“不再單純以設備的產(chǎn)能巨細作為篩選規(guī)范,而是愈加著重環(huán)保規(guī)范?!痹诓稍L中記者知道到,一些鋼管公司在方針等外界要素壓力下,會打著調整產(chǎn)品結構,吞并重組等旗幟,成果往往是把曾經(jīng)的小產(chǎn)能變成了大產(chǎn)能。篩選規(guī)范的更新改進,或能對遏止產(chǎn)能增加起到非常好地作用。
辦法見效需政企聯(lián)動
“產(chǎn)能過剩之所以變成一個難解之題,與 方針在當?shù)芈男羞^程中終究能有幾許履行有很大聯(lián)系?!壁w立江在談及有關方針的履行狀況時說。行將出臺的方針辦法能否有用,“嚴格執(zhí)法”是關鍵字。當?shù)乇Wo性方針的存在會使履行力度大打折扣。因而,有必要避免銀職業(yè)嚴控對污染和產(chǎn)能過剩職業(yè)借款的一起,當?shù)卣疄榱藬?shù)據(jù)報表的美觀,想方設法向當?shù)劁撈筝斞硐蟮陌l(fā)作。當然在退出機制疑問上,當?shù)卣矐袚鸲档茁氊煟瑧獙︿撈笃飘a(chǎn)帶來的工作艱難等沖擊。
從公司的視點來看,中國鋼管產(chǎn)能過剩發(fā)作的深層次原因是連續(xù)了以往的粗豪式開展方法,還停留在“向規(guī)劃要效益”的簡略思想之中。因而,鋼企要調整工業(yè)結構,才干完成真實的去產(chǎn)能化。不只需求加大篩選落后產(chǎn)能力度,一起還要加大對鋼管技能的研制和工業(yè)晉級力度,進步中國鋼管工業(yè)的全體技能實力。前車之鑒,值得注意,在調整存量產(chǎn)能的一起,要愈加注重怎么有序組織新增產(chǎn)能。一起,政府要引導公司進行技能創(chuàng)新,按捺公司落后產(chǎn)。