⑴ 硫化氢浓度
从对钢材阳极过程产物的形成来看,硫化氢浓度越高,钢材的失重速度也越快。
对应力腐蚀开裂的影响
高强度钢即使在溶液中硫化氢浓度很低(体积分数为1×10-3mL/L)的情况下仍能引起破坏,硫化氢体积分数为5×10-2~6×10-1 mL/L时,能在很短的时间内引起高强度钢的硫化物应力腐蚀破坏,但这时硫化氢的浓度对高强度钢的破坏时间已经没有明显的影响了。硫化物应力腐蚀的下限浓度值与使用材料的强度(硬度)有关。
碳钢在硫化氢体积分数小于5×10-2mL/L时破坏时间都较长。NACE MR0175-88标准认为发生硫化氢应力腐蚀的极限分压为0.34×10-3MPa(水溶液中H2S浓度约20mg/L),低于此分压不发生硫化氢应力腐蚀开裂。
⑵ pH值对硫化物应力腐蚀的影响:
随pH的增加,钢材发生硫化物应力腐蚀的敏感性下降 pH≤6时,硫化物应力腐蚀很严重;
6<pH≤9时,硫化物应力腐蚀敏感性开始显著下降,但达到断裂所需的时间仍然很短;
pH>9时,就很少发生硫化物应力腐蚀破坏。
⑶ 温度
在一定温度范围内,温度升高,硫化物应力腐蚀破裂倾向减小。(温度升高硫化溶解度减小)
在22℃左右,硫化物应力腐蚀敏感性最大。温度大于22℃后,温度升高硫化物应力腐蚀敏感性明显降低。
对钻柱来说,由于井底钻井液的温度较高,因而发生电化学失重腐蚀严重。而上部温度较低,加上钻柱上部承受的拉应力最大,故而钻柱上部容易发生硫化物应力腐蚀开裂。
(4)流速
流体在某特定的流速下,碳钢和低合金钢在含H2S流体中的腐蚀速率,通常是随着时间的增长而逐渐下降,平衡后的腐蚀速率均很低。 如
果流体流速较高或处于湍流状态时,由于钢铁表面上的硫化铁腐蚀产物膜受到流体的冲刷而被破坏或粘附不牢固,钢铁将一直以初始的高速腐蚀,从而使设备、管线、构件很快受到腐蚀破坏。因此,要控制流速的上限,以把冲刷腐蚀降到最小。通常规定阀门的气体流速低于15m/s。相反,如果气体流速太低,可造成管线、设备低部集液,而发生因水线腐蚀、垢下腐蚀等导致的局部腐蚀破坏。因此,通常规定气体的流速应大于3m/s。
(5)氯离子
在酸性油气田水中,带负电荷的氯离子,基于电价平衡,它总是争先吸附到钢铁的表面,因此,氯离子的存在往往会阻碍保护性的硫化铁膜在钢铁表面的形成。但氯离子可以通过钢铁表面硫化铁膜的细孔和缺陷渗入其膜内,使膜发生显微开裂,于是形成孔蚀核。由于氯离子的不断移入,在闭塞电池的作用下,加速了孔蚀破坏。
在酸性天然气气井中与矿化水接触的油套管腐蚀严重,穿孔速率快,与氯离子的作用有着十分密切的关系。
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