高温高压H2S腐蚀试验方法

摘要.简述当前国际上广泛使用的3种H2S服役环境下材料试验和选材标准(NACE标准、EFC标准和IS015156标准)的关系，在硫化物应力腐蚀开裂机理基础上，分析NACE和EFC标准的特点，对比二者的主要区别。NACE标准注重选材安全性。EFC标准强调材料的适用性.以最大限度地发挥材料性能。NACE MR0175材料性能及耐蚀性方面的数据较为丰富，使用方便。相对来说， EFCI7仅给出选材的基本原则，对使用者的自身要求较高。IS015156标准结合上述两类标准特点.取长补短，建立了既要适于使用,又注重安全的试验和选材标准。

材料在H2S环境下的应力腐蚀特征H2S腐蚀有两种主要形式,一-是电化学腐蚀失重,二是H2S腐蚀开裂。

前者为材料电化学特性差异产生的电化学腐蚀失效现象,表现为材料的均匀腐蚀或局部腐蚀失效。H,S腐蚀开裂是低合金结构钢及其他材料在含H2S的水溶液介质中使用时所产生的应力腐蚀开裂现象。由于应力条件和钢的强度级别不同,存在两类不同的破坏形式:①在外加应力条件下产生的破坏。

②在无外力或低外力作用下产生的氢致裂纹破坏。上述破坏均属于脆性开裂。因此,对于H2S腐蚀，人们更关注腐蚀开裂问题，这是导致许多突发事故的原因。影响硫化物应力腐蚀开裂的主要因素有温度.pH值阴极极化、形变速率及钢的组织和强度等。

对于CO2腐蚀，阴极反应生成的氢原子则在金属表面结合成氢分子，随后溶入液体中。但在含H2S系统中，硫化物离子降低金属表面氢原子复合成氢分子的速率，易造成金属表面氢分子积累，为氢原子扩散进入金属提供足够的驱动力，由此导致硫化物应力开裂(SSC)和氢致开裂( HIC)。另外，局部阳极溶解与应力耦合作用由SCC引起。2低碳钢和低合金钢表面经H,S腐蚀后易形成FeS膜，这层腐蚀膜虽然对基体金属起着一定的保护作用,但阴极还原的氢原子很容易穿过FeS膜而扩散到金属基体，引起开裂。CRA表面形成致密的Cr20,- NiO钝化膜。这层钝化膜对氢原子的扩散阻碍作用明显，可抑制腐蚀裂纹的产生。随着CRA中Cr、Ni含量的增加，钝化膜的完整性和致密性也随之增加,从而增强了对金属基体的保护性。