SSC硫化氢应力腐蚀的影响因素

1 、化学元素对硫化氢应力腐蚀的影响

Mn： Mn 促进有害元素 P、S、Sn、Sb 等向晶界偏析， 偏析在晶界的 P、Sn、Sb 等和 H 能发生交互作用，从而使晶界键合力大幅度下降， 容易引起氢致沿晶断裂。降低 Mn 含量可提高抗 H2S 性能。

P、S： P 和 S 是杂质元素。为提高韧性和耐蚀性要尽量降低其含量。但又不能不考虑炼钢的成本， 可是为了得到更好的抗 H2S 应力腐蚀性能， 其含量最好为P<0.010%、S<0.005%。

Cr： Cr 对于减慢 CO2- H2S- Cl-环境中的腐蚀速度极为有利; 另一方面它的弥散碳化物也是氢的强陷阱， 所以 Cr 的含量要足够。

Mo： 是最有效的抗 H2S 元素， 它可和 S 一起形成弥散的析出物， 从而使固溶 S 降低， 另方面弥散的Mo2C 是氢的强陷阱， 从而使可扩散富积的氢量大大降低。Mo 也可阻碍 P 偏析。

C： 对抗 H2S 影响不大， 碳量主要考虑强度和韧性的搭配来确定。

2、组织对抗硫化氢应力腐蚀的影响

经研究表明， 均匀一致的回火马氏体组织和适当低的屈服强度对抗硫化氢应力腐蚀有利。

热处理条件

高温调质

正火回火

淬火

淬火

金相组织

均匀回火马氏体

珠光体

马氏体

贝氏体

抗H2S性能

良好

较好

不好

不好

3、强度对抗硫化氢应力腐蚀的影响

通过大量的试验发现强度对抗硫化氢应力腐蚀的影响。σS≤700 MPa时 σS 增加， 抗硫化氢应力腐蚀门槛值 σC 增加。但是，当 σS>700 MPa 时抗硫化氢应力腐蚀门槛值 σC 急剧下降。实际使用中表现为： 当材料的屈服强度低于应力腐蚀门槛值时， 不发生应力腐蚀; 屈服强度高于应力腐蚀门槛值时， 材料会在远低于材料屈服强度的条件下发生应力腐蚀开裂。提高抗硫化氢性能， 技术上有效的措施是尽量减少或控制好生产制造过程中产生的残余应力。