内容发布更新时间 : 2024/12/28 11:37:26星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

起始于构件的内部，不一定需要一个做为开裂起源的表面缺陷。因此，它不同于应力腐蚀开裂(SCC)必须起始于正在发展的腐蚀表面。

② 影响SSCC的因素 a. 环境因素

H2S浓度 含H2S酸性油气环境导致敏感材料产生SSCC的最低H2S含量，在NACE(美国腐蚀工程师学会)MR0175((油田设备抗硫化物应力开裂的金属材料》和SY/T 0599—1998((天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求》两标准中都明确作了规定。

含H2S酸性天然气系统，当其气体总压等于或大于0.448MPa(绝)，气体中的硫化氢分压等于或大于0.00034MPa(绝)时，可引起敏感材料发生SSCC。天然气中硫化氢气体分压等于天然气中硫化氢气体的体积分数与天然气总压的乘积。含H2S酸性天然气是否会导致敏感材料发生SSCC，可按图5-1-3进行划分。

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含H2S酸性天然气一油系统，当其天然气与油之比大于1000m3/t时，作为含H2S酸性天然气系统处理；当天然气与油之比等于或小于1000m3/t时，能否引起SSCC，按图5-1-4进行划分，即系统总压大于1.828MPa(绝)，天然气中硫化氢分压大于0.00034MPa(绝)；或天然气中H2S分压大于0.069MPa(绝)；或天然气中H2S体积分数大于15%时，可引起敏感材料发生SSCC。

温度从图5-1-5中可见，高温对材料抗SSCC是有益的。温度约24℃时，其断裂所需时间最短，SSCC敏感性最大。当温度高于24℃后，随着温度的升高，断裂所需时间延长，SSCC敏感性下降。通常对SSCC敏感的材料均存在着一个不发生SSCC的最高温度，此最高

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温度值随着钢材的强度极限而变化，一般为65～120℃。如NACE MR0175规定了API 5CT-80(Q和T)级和C-95(Q和T)级油套管可用于65℃或65℃以上的酸性油气环境；而P105和P110级油套管可用于80℃或80℃以上的酸性油气环境。

pH pH表示介质中H+浓度的大小。根据SSCC机理可推断随着pH的升高，H+浓度下降，SSCC敏感性降低。从图5-1-6中可见，对P110油套管，当pH为2～3时，Sc值(NACE TM0177-90弯梁法试验的临界值)最低，则SSCC敏感性最高；随着pH的增加，Sc值增大，这意味着SSCC敏感性随着下降；当pH大于5时，Sc值可大于15，通常认为在此状态下就不会发生SSCC。

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CO2 在含H2S酸性油气田中，通常都含有CO2，CO2一旦溶于水便形成碳酸，释放出氢离子，于是降低了含H2S酸性油气环境的pH，从而增大SSCC的敏感性。

b. 材料因素

硬度 钢材的硬度(强度)是钢材SSCC现场失效的重要变量，是控制钢材发生SSCC的重要指标。从图5-1-7中可见，钢材硬度越高，开裂所需的时间越短，说明SSCC敏感性越高。因此，在NACE MR0175中，规定的所有抗SSCC材料均有硬度要求。例如，要保证碳钢和低合金钢不发生SSCC，就必须控制其硬度小于或等于HRC22。

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近年来随着炼钢、制造、热处理技术的发展，在控制硬度的基础上，抗SSC钢材的强度有很大的突破，如抗SSC的80级、90级、95级油套管的生产，以及更高强度的抗SSC材料的研制，日本生产的高强抗硫专用油管SM-100SS、NKAC-95SS其硬度已经达到HRC26。

显微组织 钢材的显微组织直接影响着钢材的抗SSC性能。对碳钢和低合金钢，当其强度相似时，不同显微组织对SSC敏感性由小到大的排列顺序为：铁素体中均匀分布的球状碳化物、完全淬火+回火组织、正火+回火组织、正火组织、贝氏体及马氏体组织。淬火后高温回火获得的均匀分布的trod,球状碳化物组织是抗SSC最理想的组织，而贝氏体及马氏体组织对SSC最敏感，其他介于这两者间的组织，对SSC敏感性将随钢材的强度而变化。不同的金相组织抗硫的性能见表5-1-2。

表5-1-2 金相组织的抗硫性能

热处理 高温调质 正火回火 淬火 淬火

金相组织 均匀索氏体 珠光体 马氏体 贝氏体

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