硫化氢对石油管线钢应力腐蚀开裂和氢渗透行为的影响

目前，我国多数油气田面临含水量提高和腐蚀性气体（如H2S）增强的局面，增加了石油管线钢发生硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)的可能性，而X60，X70等材料是油、气采输过程中经常使用的管线钢，因此探讨和研究这类钢的应力腐蚀开裂行为对于油、气的安全开采和输送以及今后在实践中采取相应措施减少或避免灾害性事故的发生有着十分积极的意义。 本文采用动电位扫描、慢应变速率拉伸、氢渗透试验方法研究了介质浓度和电位对X70管线钢应力开裂敏感性的影响，探讨了其开裂机理。 实验结果表明H2S的加入，使所研究材料的应力腐蚀开裂敏感性增加，其断裂特征由塑性断裂逐渐转变为脆性断裂。在阳极极化下，X70管线钢无开裂敏感电位区间；在阴极极化程度较小时，阴极极化使材料的断裂延伸率和自腐蚀电位下相比略有增加，开裂敏感性减小；在阴极极化程度较强时，材料的断裂延伸率下降，开裂敏感性增大。稳态渗氢电流P∞随H2S浓度的增大并不单调增大，一定时间内，渗透过试样的氢原子摩尔数N也不随之单调增加；氢原子的渗透受到阴极电位的控制，阴极电位越负，渗氢电流越大；在一定电位范围内，稳态渗氢电流P∞和一定时间内渗透过试样的氢原子摩尔数N与阴极电位呈线性关系。 分析表明X70管线钢的SSCC受阳极溶解和氢脆共同控制。