湿H_(2)S环境中Q345R(HIC)的氢扩散规律及性能

作     者：宋文明 王克栋 卢雪梅 王亮 张杰 尹琦岭 张玉福 Song Wenming;Wang Kedong;Lu Xuemei;Wang Liang;Zhang Jie;Yin Qiling;Zhang Yufu

作者机构：机械工业上海蓝亚石化设备检测所有限公司 中国石化股份有限公司中原油田普光分公司 

出 版 物：《石油与天然气化工》 (Chemical engineering of oil & gas)

年 卷 期：2023年第52卷第1期

页      面：91-96页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 

基　　金：中国石化股份有限公司十条龙项目“主吸收塔现场修复及整体热处理技术开发”(31302966-20-ZCO613-0012) 

主　　题：湿H_(2)S环境 电化学渗氢 扩散氢 氢致硬化 氢损伤 

摘      要：目的模拟湿H_(2)S环境,采用氢渗透技术对Q345R(HIC)、SA516 Gr70N+316L复合钢板及316L在湿H_(2)S环境下的氢扩散规律及性能进行了研究。方法采用电化学渗氢技术、拉伸、冲击试验和断口分析等方法,比较了不同pH值环境条件下材料中的原子氢浓度、有效扩散系数、强度、韧性和断口形貌等。结果随着溶液pH值的降低,Q345R(HIC)中原子氢浓度(C_(0))、氢有效扩散系数(D_(eff))等均升高,pH值=3时,材料中的C_(0)可达17 mol/m^(3),D_(eff)可达2.22×10^(-10)m^(2)/s。大量原子氢的渗入,使材料产生位错钉扎效果,发生了氢致硬化现象,材料内部出现了氢损伤白点特征,316L未发生氢损伤。结论316L复合层可有效避免扩散氢对基材SA516 Gr70N或Q345R的损伤,对于Q345R(HIC),随着溶液pH值的降低,材料中渗入的原子氢越多,材料性能损伤越大。