酸性环境的定义 权威的酸性环境定义来自美国腐蚀工程师协会标准NACE MR0175“油田设备抗硫化物应力开裂金属材料要求标准”
我国原石油部标准 SYJ 12—85“天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求”中,也沿用了NACE MR0175 对酸性环境的定义
一般来说,在含有水和硫化氢的天然气中,当气体中的硫化氢分压等于或大于 0.000 35 MPa,称为天然气系统的酸性环境
该酸性环境的定义是针对金属材料发生硫化物应力开裂(S S C)这种腐蚀形态来划分的
在酸性环境的成分中,主要强调的是水、系统总压及 H2S 分压,而在这种溶液中,同时存在氢致开裂(HIC),电化学腐蚀(均匀腐蚀和局部腐蚀)等形态腐蚀的可能性
应在压力容器设计中予以注意
但在上述的酸性环境定义中,并未考虑到其他环境条件对 SSC 的作用,如p H 值
在欧洲联盟16 号腐蚀公报“油气生产含 H2S 环境中碳钢和低合金钢材料要求指南”中,将p H 值作为酸性环境划分的一个重要参数,见图1
这已得到各国腐蚀界的重视和认同
图1 新的酸性环境划分图 1.非酸性环境;2.过渡区;3.酸性环境 酸性环境中的主要腐蚀类型及实例 酸性环境中的腐蚀主要分为以下三类: 1)硫化物应力开裂(S S C)
金属材料在拉应力或残余应力和酸性环境腐蚀的联合作用下,易发生低应力且无任何预兆的突发性断裂,称作硫化物应力开裂(SSC),这是酸性环境(又称为湿硫化氢环境)中破坏性和危害性最大的一种腐蚀
2)氢致开裂(HIC)
酸性环境中的钢材常因腐蚀产生原子态氢, 由于 H2S 介质的存在,阻滞了氢原子结合生成 H2 分子,促进了原子氢向钢材中的扩散,在夹杂物或其他微观组织结构的不连续区域聚集成氢分子,并产生很高的压力,形成 HIC(又称为阶梯形裂纹SWC)
HIC 常见于延性较好的低、中强度的管线用钢和容器用钢