Разработка методики ускоренных испытаний трубных сталей нефтяного сортамента на коррозионное растрескивание

В процессе эксплуатации трубные стали нефтяного сортамента подвергаются воздействию коррозионно-активных сред, что при наличии растягивающих напряжений может привести к их коррозионному растрескиванию. Стандартная методика оценки склонности сталей к коррозионному растрескиванию при статической нагрузке имеет продолжительность 720 ч и зачастую не в полной мере дает представление о характеристиках материала. Цель работы — разработка методики испытаний, позволяющей получить достоверную информацию о поведении материала в коррозионной среде под напряжением за более короткий срок. Предложена методика ускоренных испытаний трубных сталей нефтяного сортамента на коррозионное растрескивание со скоростью относительной деформации ~10^–6 с^–1. Приведены результаты испытаний двух материалов при различной скорости деформации и в разных коррозионных средах. По диаграммам растяжения образцов, испытанных на воздухе и в коррозионных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, а также по измерению относительного удлинения и относительного сужения разрушенных образцов определена степень склонности трубных сталей различной прочности к коррозионному растрескиванию. В результате проведенных испытаний показано, что стали в зависимости от уровня прочности и коррозионной среды в различной степени проявляют склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением. Испытания с медленной скоростью нагружения по сравнению с испытаниями при статической нагрузке образцов сокращают продолжительность эксперимента с 720 – 1000 до 25 – 100 часов.

1. Ажогин Ф. Ф. Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей. — М.: Металлургия, 1974. — 256 с.

2. Карпенко Г. В., Василенко И. И. Коррозионное растрескивание сталей. — Киев: Техника, 1971. — 192 с.

3. Синявский В. С., Лукина С. И. Коррозионное растрескивание титановых сплавов в нейтральных водных растворах / Технология легких сплавов. 1980. № 8. С. 72 – 83.

4. Бобылев А. В. Коррозионное растрескивание латуни. — М.: Металлургиздат, 1956. — 126 с.

5. Белоглазов С. М. Наводороживание стали при электрохимических процессах. — Ленинград: Издательство Ленинградского Университета, 1975. — 142 с.

6. Шрейдер Л. В., Шпарбер И. С., Арчаков Ю. И. Влияние водорода на нефтяное и химическое оборудование. — М.: Машиностроение, 1976. — 80 с.

7. Perez T. I. Corrosion in the oil and gas industry: an increasing challenge for materials / JOM. 2013. Vol. 65. N 8. P. 1033 – 1042. DOI: 10.1007/s11837-013-0675-3

8. Burke P. A. Synopsis: Recent progress in the Understanding of CO2 Corrosion / Advances in CO2 Corrosion. Vol. 1. NACE. — Houston, TX, 1984. P. 3 – 9.

9. Schmitt G. Fundamental Aspects of CO2 Corrosion. / Advances in CO2 Corrosion. Vol. 1. NACE. Houston, TX, 1984. P. 10 – 19.

10. Schmitt G., Horstemeier M. Fundamental Aspects of CO2 metal loss corrosion. Part II. Influence of different parameters on CO2 corrosion mechanisms / NACE — International Corrosion Conference Series. — Houston, TX, 2006. Paper N 06112.

11. Schmitt G., Schierkmann G. Corrosion cracking of Steel in the System CO2/H2O / Proc. 8th International Congress on Metallic Corrosion. 1981. Vol. 1. P. 426.

12. ANSI/NACE TM 0177–2016. Standard Test Method. Laboratory Testing of Metals for Resistance to Sulfide Stress Cracking and Stress Corrosion Cracking in H2S Environments. — Houston, TX:. NACE International, 2016. P. 61.

13. ГОСТ 9.903–81. ЕСЗКС. Стали и сплавы высокопрочные. Методы ускоренных испытаний на коррозионное растрескивание. — М.: Изд-во стандартов, 1981. — 21 с.

14. Харьков А. А., Немчикова Л. Г., Михневич А. П., Билина С. Ю. Оценка склонности сталей к коррозионному растрескиванию при испытании с медленной скоростью деформирования / Технология судостроения. 1990. № 3. С. 10 – 13.

15. Oryshchenko A. S., Mushnikova S. Y., Kharkov A. A., Kalinin G. Y. Study of stress corrosion cracking of austenitic steels in seawater / The European Corrosion Congress EUROCORR’2010. — 12 p.

16. Parkins R. N. 5th Symposium on Line Pipe Research. American Gas Association. Catalogue NL. 30174, 1974.

17. ASTM G129–00(2013). Standard Practice for Slow Strain Rate Testing to Evaluate the Susceptibility of Metallic Materials to Environmentally Assisted Cracking.

18. Шрайер Л. Л. Коррозия: справочник / Пер. с англ. — М.: Металлургия, 1981. — 632 с.