Page 27 - 国外钢铁技术信息内参（2024年9月）
P. 27
ᇏݓࣁඋ࿐߶
根据 H2S 压力采用马氏体不锈钢、双相不锈钢和镍基合金。而在二氧化碳分压
较低的环境中，则采用低合金钢。
影响低合金钢氢渗入和氢脆的主要环境因素包括 H2S 分压、pH 值和温度。 ᇏݓࣁඋ࿐߶
除此之外，也有报告认为缓冲槽的类型也会有一定影响。屈服强度（YS）
ᇏݓࣁඋ࿐߶
862MPa 的抗 SSC 油套管的适用环境如图 31 所示。白色标记表示不发生 SSC 的
环境条件，黑色标记表示发生 SSC 的环境条件。如图所示，在高 H2S 压力和低
pH 值条件下更容易发生 SSC。图中还显示了通过氢渗透试验获得的氢渗透系数
（氢渗入量），并证实 H2S 压力越高、pH 值越低，氢渗入量越大。由此可见，
材料的 SSC 敏感性和适用环境可以通过氢渗入量来确定。 ᇏݓࣁඋ࿐߶
ᇏݓࣁඋ࿐߶
ᇏݓࣁඋ࿐߶
ᇏݓࣁඋ࿐߶
图 30 根据环境应用的各种油套管材料 图 31 可采用 862MPa 级耐酸油套管
的环境（常温）
图 31 为低于大气压的 H2S 环境（轻度酸性环境）示意图，但如图 30 所示，
低合金油套管有时也用于高于大气压的超高压井，低合金钢在超高压 H2S 环境
中的氢致开裂敏感性也得到了研究。图 32 表示 YS 为 758MPa 级的普通钢（非
耐酸钢）低合金油套管与 H2S 和温度的函数关系图。当 H2S 压力低于 15bar 时，
ᇏݓࣁඋ࿐߶
存在低温侧发生 SSC 的区域，而随着温度的升高，SSC 发生的可能性逐渐变小。
这是因为高温状态下溶液中 H2S 的溶解度降低。另一方面，在 100 巴 H2S 的条
件下，高温侧会出现裂纹区域，但这并不是氢脆造成的，而是从局部腐蚀开始
的活性溶解型裂纹（应力腐蚀裂纹，SCC）。如照片 8 所示，在常温 H2S 环境
下，外层观察到一层粗糙的硫化物膜，内层观察到一层氧化物膜，但在高温高
压的 H2S 环境下，阶数越高（S 浓度越高），硫化物膜越致密，腐蚀越受到抑
ᇏݓࣁඋ࿐߶
CSM 中国金属学会 CMISI 冶金工业信息标准研究院
24
