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SSC硫化氫應力腐蝕的影響因素

1 、化學元素對硫化氫應力腐蝕的影響

Mn： Mn 促進有害元素 P、S、Sn、Sb 等向晶界偏析， 偏析在晶界的 P、Sn、Sb 等和 H 能發生交互作用，從而使晶界鍵合力大幅度下降， 容易引起氫致沿晶斷裂。降低 Mn 含量可提高抗 H2S 性能。

P、S： P 和 S 是雜質元素。為提高韌性和耐蝕性要盡量降低其含量。但又不能不考慮煉鋼的成本， 可是為了得到更好的抗 H2S 應力腐蝕性能， 其含量最好為P<0.010%、S<0.005%。

Cr： Cr 對于減慢 CO2- H2S- Cl-環境中的腐蝕速度極為有利; 另一方面它的彌散碳化物也是氫的強陷阱， 所以 Cr 的含量要足夠。

Mo： 是最有效的抗 H2S 元素， 它可和 S 一起形成彌散的析出物， 從而使固溶 S 降低， 另方面彌散的Mo2C 是氫的強陷阱， 從而使可擴散富積的氫量大大降低。Mo 也可阻礙 P 偏析。

C： 對抗 H2S 影響不大， 碳量主要考慮強度和韌性的搭配來確定。

2、組織對抗硫化氫應力腐蝕的影響

經研究表明， 均勻一致的回火馬氏體組織和適當低的屈服強度對抗硫化氫應力腐蝕有利。

熱處理條件

高溫調質

正火回火

淬火

淬火

金相組織

均勻回火馬氏體

珠光體

馬氏體

貝氏體

抗H2S性能

良好

較好

不好

不好

3、強度對抗硫化氫應力腐蝕的影響

通過大量的試驗發現強度對抗硫化氫應力腐蝕的影響。σS≤700 MPa時 σS 增加， 抗硫化氫應力腐蝕門檻值 σC 增加。但是，當 σS>700 MPa 時抗硫化氫應力腐蝕門檻值 σC 急劇下降。實際使用中表現為： 當材料的屈服強度低于應力腐蝕門檻值時， 不發生應力腐蝕; 屈服強度高于應力腐蝕門檻值時， 材料會在遠低于材料屈服強度的條件下發生應力腐蝕開裂。提高抗硫化氫性能， 技術上有效的措施是盡量減少或控制好生產制造過程中產生的殘余應力。