[发明专利]快速评价油井管抗硫化物应力腐蚀开裂性能的方法

说明书

本发明公开了一种快速评价油井管抗硫化物应力腐蚀开裂性能的方法，包括以下步骤：在同一样品上取样加工两组拉伸试样；选取一组拉伸试样浸泡于饱和硫化氢酸性溶液在进行拉伸试验，另一组直接进行拉伸试样进行拉伸试验；将以上实验步骤中获得的屈服强度、伸长率和断面收缩率参数代入公式验证产品是否合格。本发明的试验方法简单，试验时间短，试验数据可靠，在批量生产过程中，显著缩短产品的供货周期，提高生产效率，且具有广泛的应用价值。

技术领域

本发明涉及金属材料性能评价方法，特别是一种快速评价油井管抗硫化物应力腐蚀开裂性能的方法。

背景技术

在含硫油气资源勘探开采过程中，使用的油井管容易产生硫化氢应力腐蚀开裂(SSC)，这是一种低应力脆性断裂，裂纹扩展速度快，断裂前无明显征兆，一旦发生，损失巨大。针对含硫油气田开采，国内外制定了相关标准来降低SSC带来的风险。按标准要求，在含硫化氢环境下必须采用能抵抗SSC开裂的油井管。对于这种油井管，通常按照NACETM0177《硫化氢环境中金属抗硫化物应力开裂和应力腐蚀试验方法》中的单轴拉伸试验(方法A)来进行SSC性能的评价。按该方法以断裂时间来确定其抗SSC能力，超过720小时不断裂的产品，为合格产品，反之，为不合格。因此该类产品比普通产品交货周期延长40天左右，甚至更长，明显的降低了生产效率。因此，非常有必要寻找一种新的快速且有效的方法，评价油井管产品的抗SSC性能，以消除现有技术存在的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速评价油井管抗硫化物应力腐蚀开裂性能的方法，克服现有技术存在的上述缺陷，本发明试验方法简单，时间短，数据可靠，在批量生产过程中，可以显著缩短产品的供货周期，提高生产效率，对降低生产成本具有重要意义，且具有广泛的应用价值。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种快速评价油井管抗硫化物应力腐蚀开裂性能的方法，包括以下步骤：

步骤一，在同一样品上取两组相同的待测拉伸试样，其中每组3支平行实验；

步骤二，选取一组拉伸试样浸泡于饱和硫化氢酸性溶液中，浸泡时间为96h或144h；

步骤三，选取另一组拉伸试样进行拉伸试验，并记录3支拉伸试样的屈服强度平均值σ₀、伸长率平均值δ₀、断面收缩率平均值

步骤四，将在饱和硫化氢酸性溶液中浸泡96h或144h后的拉伸试样取出并将试样表面清理干净，以与步骤三相同的方法进行拉伸试验，并记录3支拉伸试样的屈服强度平均值σ₁、伸长率平均值δ₁、断面收缩率平均值

步骤五，将以上实验步骤中获得的屈服强度、伸长率和断面收缩率参数代入如下公式：

根据以上公式可以计算出产品的硫化氢敏感系数K值，当K值范围在50％～75％时，产品合格，否则不合格，其中为断面收缩率敏感系数，K_δ为伸长率敏感系数，K_σ为屈服强度敏感系数。

优选地，所述拉伸试样工作部分的尺寸为Ф4.5mm～Ф24.5mm圆棒试样，试样表面须加工精磨及抛光处理，使所表面粗糙度Ra≤0.80μm。

优选地，所述步骤二中，当产品名义屈服强度小于等于724MPa，浸泡时间为144小时，当产品名义屈服强度大于724MPa，浸泡时间为96小时。

优选地，所述饱和硫化氢酸性溶液是指在酸性溶液通氮气排除氧之后，再持续通入硫化氢气体至溶液吸附硫化氢饱和，硫化氢气体的通入流量为100ml/min～150ml/min，持续通入至实验结束。