酸性服务，或湿硫化氢(H2由于碳氢化合物的生产，环境在炼油、石化、化学和天然气工业中很常见。氢致开裂(HIC)，应力导向HIC (SOHIC)和硫化物应力开裂(SSC)为湿H2导致资产贱金属腐蚀、开裂和起泡的破坏机制。本文将讨论SSC如何发生以及如何检测它。
早在20世纪40年代，在北美油气系统的一些钢制设备发生故障之后，SSC就首次被发现用于井口和管道阀门。随着时间的推移，SSC的出现在更多的油田和炼油厂资产中得到了更广泛的认识和识别。
2003年，炼油厂和上游生产的主要要求得到了认可NACE先生- 0103，1石油、石化和天然气工业。在腐蚀性石油炼制环境中耐硫化物应力开裂的金属材料本文档提供了在酸性环境下运行的设备的材料组成指南。
一般来说，根据领先的行业期刊Inspectioneering，SSC影响金属，如碳和低合金钢，以及钛，镍和铝合金-特别是高硬度区域和钢和焊接含有大量残余硬化元素的区域。在可能的情况下，大多数SSC问题可以通过选择耐腐蚀材料来预防。但是，即使有意选择材料和设备设计，也不能保证抗SSC性能，因为拉伸应力、操作条件和其他因素都在SSC中起着重要作用。
那么，到底是什么导致了SSC，它是如何发生的呢?
硫化物应力开裂:在哪里以及如何发生?
SSC隶属于脆化;由于失去延展性(物体在不折断或失去强度的情况下改变形状的能力)，材料变得易碎或更容易破碎的过程。换句话说，材料的延展性如何，或者它在断裂前能承受多大的应力。如果不加以控制，即使在低于敏感材料的典型屈服点的应力下，脆化也会导致SSC或其他类型的脆性破坏。这意味着传统的设计安全系数对于防止失效是无效的。2
在石油和天然气生产中典型的腐蚀性酸性服务环境中，SSC发生在易感物质与硫化氢反应的地方，其副产物是金属硫化物和原子氢。这些元素结合并扩散到高内应力的金属基体中，例如，不连续性包括晶界、夹杂物或焊缝，当暴露在拉伸应力下时，可能会发生脆化和随后的开裂。通常具有延展性的金属合金(铁合金和高强度钢)在拉伸应力和高温下最常经历SSC。最严重的SSC情况通常发生在靠近井口的较低温度下(例如，在室温到140°F/60°C之间)。3.
根据NACE，影响SSC的因素有很多，包括:
- 金属的化学成分、强度、热处理和显微组织
- 环境氢离子浓度/pH值
- H2S浓度和总压
- 总拉伸应力(外加残余应力)
- 工作温度
- 时间
使SSC特别危险的是，虽然资产或组件可能从外部看起来正常-在低于材料典型屈服应力的条件下运行-但它仍然可能在外部经历SSC的任何阶段。SSC可以在没有任何迹象的情况下发生，而且进展很快。发病可能在几小时内发生，但也可能需要数年时间才能导致灾难性的失败。
除了材料选择之外，避免SSC损坏和所有潜在负面后果的另一个关键是了解如何通过安排常规专业检查来检测和管理状况。
检测与检验
用于SSC检测的两种主要检查技术是湿荧光磁粉(WFMP)检测和相控阵超声检测万博体育登录下载(PAUT)。简而言之，WFMP需要对组件进行磁化，然后在磁性颗粒中进行涂层。粒子被吸引到在紫外线下可见的缺陷上。虽然相当简单且具有成本效益，但该资产必须具有铁磁性并在之后退磁。此外，它只能检测表面和近表面裂缝，而SSC的威胁可能在地下发生而没有预警。
相控阵超声检测万博体育登录下载是一种先进的无损检测技术，适用于压力容器、管道、管道和其他类型损伤的SSC检测和焊缝检查，包括嗝和SOHIC．虽然它提供了许多优点，包括准确性、速度、可重复性、安全性等，但通常需要更高的初始投资。然而，由于该技术在由经验丰富的专业人员执行时是多么快速和准确，因此通常需要平衡成本。
总之，即使遵循推荐的/专业的酸性材料选择指南，仍然可能发生SSC，并且在很大程度上受一系列操作因素的影响。了解潜在的易感性并采取主动、先发制人的措施，如定期的专业资产检查，将有助于确保其健康和安全。这包括预防潜在的SSC情况，但也包括许多其他潜在的情况，如果长时间未被发现，充其量是不方便和昂贵的。
引用:
- 王志强，王志强。油气腐蚀研究与技术发展趋势，2017，第271-294页。
- Skogsberg,詹姆斯。《油气行业腐蚀概述》莱斯大学腐蚀研讨会，2017。
- 刘建军，刘建军，刘建军，等。环境辅助压裂技术在油气生产中的应用，石油学报，2011。
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