碳酸鹽復(fù)雜介質(zhì)環(huán)境中Q345R鋼的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)研究.pdf

1、在石油化工行業(yè)的CO2-H2S-H2O典型腐蝕環(huán)境中，材料的應(yīng)力腐蝕失效造成了重大經(jīng)濟(jì)損失甚至災(zāi)難性事故和嚴(yán)重的環(huán)境污染。而作為壓力容器常用鋼材Q345R鋼，開展其在碳酸鹽和硫化氫復(fù)雜介質(zhì)環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕開裂研究具有重要意義。
　　 本文采用Q345R鋼作為研究對(duì)象，通過慢應(yīng)變速率試驗(yàn)(SSRT)和楔形張開加載預(yù)裂紋試驗(yàn)(WOL)方法，考察其在碳酸鹽(Na2CO3)和硫化氫(H2S)組成的復(fù)雜介質(zhì)環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕行為。通過正交試

2、驗(yàn)法和均勻設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分別在實(shí)驗(yàn)室條件下完成SSRT和WOL試驗(yàn)，掌握Q345R鋼母材與熱影響區(qū)在上述環(huán)境中發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的敏感程度及應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率。結(jié)合本文試驗(yàn)分析，得出下列幾條主要結(jié)論：
　　 (1)Q345R母材及熱影響區(qū)材料在本文所采用的Na2CO3+H2S復(fù)雜介質(zhì)環(huán)境中，常溫下應(yīng)力腐蝕敏感性指數(shù)F(A)均低于55％，隨著H2S濃度的增加而增大，沒有明顯的應(yīng)力腐蝕傾向。同一條件下，熱影響區(qū)材料的應(yīng)力腐蝕敏

3、感性指數(shù)F(A)均大于母材。
　　 (2)在常溫Na2CO3+H2S復(fù)雜介質(zhì)環(huán)境下，母材和熱影響區(qū)慢應(yīng)變速率拉伸的斷口形貌以韌窩為主，其斷裂表現(xiàn)為韌性斷裂。而在單一常溫H2S溶液中，其斷口呈現(xiàn)脆性斷裂形貌，應(yīng)力腐蝕傾向明顯。
　　 (3)在本文WOL試驗(yàn)環(huán)境中，Q345R鋼母材的裂紋擴(kuò)展速率在0.103×10-8～2.898×10-8mm/s之間，KISCC不小于124.991MPa(√m)；熱影響區(qū)材料的裂紋擴(kuò)展速率在