抗硫管抗硫性能影响因素研究

作     者：钟强 

作者单位：西安石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵国仙;韩勇

授予年度：2016年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：抗硫管 氢渗透 扩散系数 H2S应力开裂 

摘      要：本文在高强度油套管理化性能分析和H2S应力开裂(SSC)性能试验评价的基础上,以P110钢为对比材料,研究了酸性环境中抗硫管C110和125S的抗硫性能;利用氢渗透实验装置探讨了不同因素对油套管用钢的氢渗透行为和抗SSC性能的影响。结果表明:相比于P110钢,由于C110抗硫管的C、Mn和P、S元素含量低,Cr、Mo元素含量较高;晶粒细小,夹杂程度低;屈服强度和硬度较小,通过了NACE A溶液的抗SSC性能检测,具有良好的抗SSC性能;而基于同样合金成分设计和制造工艺的125S抗硫管,由于屈服强度过高,硬度较大,抗SSC性能较差。在NACE TM 0177-2011标准A溶液中,通入H2S气体后,促进了氢原子向金属基体内部的扩散,氢的稳态扩散电流密度增大;相比于P110和125S钢,C110钢的屈服强度和硬度较小、夹杂程度较低,氢的稳态扩散电流密度及晶格扩散系数较小,而有效扩散系数较大,抗SSC性能较优。溶液pH值、CO和电极电位显著影响到抗硫管的氢渗透行为和其抗SSC性能。溶液pH值降低、CO气体的存在和电极电位的降低,都促进了C110钢表面活性氢原子向金属基体内部的扩散,氢的稳态扩散电流密度增大,SSC敏感性增强。