[发明专利]管线钢抗硫化氢腐蚀的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料表面改性处理领域，具体涉及一种管线钢抗硫化氢腐蚀的处理方法。

背景技术

管线钢是指用于输送石油、 天然气等的大口径焊接钢管。管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度，较高的低温性、优良的焊接性能外还要求具有抗腐蚀性。腐蚀是影响输气管线系统使用寿命和可靠性的关键因素，是造成油气管道事故的主要原因之一。油气管道，特别是大口径、长距离、高压力油气管道的用钢量及投资巨大。因腐蚀引起的泄漏、管线破裂等事故不但损失重大，抢修困难，还可能引起火灾爆炸及环境污染。

H₂S在水中的溶解度最高，天然气集输系统中常有水存在，H₂S一旦溶于水便立即电离，使水具有酸性。在硫化氢溶液中，含有HS^-、H⁺ 、S^2-和H₂S溶液分子，它们对金属的腐蚀是氢去极化作用。最终生成的氢原子吸附在钢表面，然后向钢中扩散，氢原子会破坏钢的基体，导致氢损伤。在含H₂S酸性气田上，氢损伤通常表现为硫化物应力开裂(SSC)和氢诱发裂纹(HIC)，后者包括氢脆(HE)、氢鼓泡(HB)、氢致台阶式开裂(HIBC)等几种形式的破坏。我国海上和陆上都蕴藏着丰富的油气资源，四川地区大部分是含硫天然气，海上气田也面临着解决高浓度的H₂S油气开采及储运过程中的防腐蚀技术问题。

输气管线再加热时，形成新的显微组织组成，其对硫化氢的腐蚀行为不同，发现有的再加热组织对H₂S有着自发的抵抗能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有管线钢输气管道使用过程中硫化氢腐蚀的问题，而提供一种使用再加热制度克服硫化氢腐蚀的方法。经过该方法处理的管线钢可获得良好的抗硫化氢腐蚀性能，实用性强。

本发明的技术方案是：一种管线钢抗硫化氢腐蚀的处理方法，将管线钢置于空气炉中，在850-1200℃的条件下保温10-40min，再在450-700℃的条件下保温20-30min，然后将保温后的管线钢进行水淬，水淬后的管线钢在350-700℃的条件下回火，保温20-40min，空气冷却。

所述管线钢为X70、X80、X100。

本发明的有益效果：通过管线钢的再加热处理提供一种抗硫化氢腐蚀的途径，具有工艺简单，成功率高的特点。使用级管线钢为起始材料，经过再加热处理后，对其进行抗硫化氢腐蚀性能研究，发现使用能力提高，腐蚀表面致密。该技术可作为热弯管处理工艺的参考，且该法适用于工业规模。

附图说明

图1为实施例5中X100管线钢进行硫化氢腐蚀后的扫描电镜表面照片。

具体实施方式

实施例1

选取X70管线钢，截取尺寸为550×300(mm)的试样。将其置于空气炉中于950℃保温30min，然后再在700℃保温20min，接着进行水淬。将以上热处理管线钢然后在450℃回火，保温20min，空冷。将以上再加热X70管线钢置入PH=5的硫化氢溶液中进行腐蚀，时间为7200hr，发现腐蚀后试样表面依旧致密，没有宏观缺陷。腐蚀层厚度约为10μm。

实施例2

选取X70管线钢，截取尺寸为550×300(mm)的试样。将其置于空气炉中于950℃保温20min，然后再在550℃保温20min，接着进行水淬。将以上热处理管线钢然后在450℃回火，保温20min，空冷。将以上再加热X70管线钢置入PH=3的硫化氢溶液中进行腐蚀，时间为5000hr，发现腐蚀后试样表面依旧致密，没有宏观缺陷。腐蚀层厚度约为8μm。

实施例3

选取X80管线钢，截取尺寸为550×300(mm)的试样。将其置于空气炉中于900℃保温30min，然后再在500℃保温20min，接着进行水淬。将以上热处理管线钢然后在350℃回火，保温20min，空冷。将以上再加热X80管线钢置入PH=5的硫化氢溶液中进行腐蚀，时间为7200hr，发现腐蚀后试样表面依旧致密，没有宏观缺陷。腐蚀层厚度约为10μm。

实施例4