Влияние легирования и структуры на коррозионно-механическое разрушение труб из низкоуглеродистых сталей в H2S — и CO2-содержащих средах
Диссертация
В продуктах углекислотной коррозии хром-молибденовых сталей (13ХФА, 10Х2М и 15Х5М) концентрация хрома и молибдена в 8−13 раз превышает их количество в сталях. Хром и молибден образуют плотные защитные слои, состоящие из аморфной фазы Сг (ОН)3, фазы, обогащенной молибденом и нерастворившихся карбидов, которые блокируют доступ агрессивной среды к поверхности металла труб. Сформулированы технические… Читать ещё >
Список литературы
- Astafiev V.I., Artamoshkin S.V. and Tetjueva T.V. Influence of microstructure and nonmetallic inclusions on sulfide stress corrosion cracking in low-alloy steels // fat. 1. Press. Vessels and Piping, 1993, Vol. 55, N 1, pp. 243−250.
- JI. P. Ботвина. Кинетика разрушения конструкционных материалов, -М., Наука, 1989 г.
- Л. Р. Ботвина, Т. В. Тетюева, С. А. Крупнин, Закономерность повреждаемости низколегированных сталей в коррозионно-активных сероводородсодержащих средах // Физико-химическая механика материалов, 1990, N 2, с. 27−33
- Ботвина Л. Р., Иоффе А. В., Тетюева Т. В., Влияние зоны пластической деформации на фрактальные свойства поверхности излома // МиТОМ, 1997, N7, С. 21−25.
- Тетюева Т. В., Ботвина Л. Р., Иоффе А. В. Стадийность множественного разрушения низколегированных сталей в среде сероводорода // МиТОМ, 1998, N2, С. 14 22.
- Василенко И.И., Мелехов Р. К. Коррозионное растрескивание сталей. -К., Наук, думка, 1977.
- Испытания сталей и сварных соединений в наводороживающих средах. Стеклов О. И, Бодрихин Н. Г., Кушнаренко В. М. и др. -М., Металлургия, 1992.
- Карпенко Г. В., Василенко И. И. Коррозионное растрескивание сталей. -К., Техшка, 1971.
- Саакиян Л.С., Ефремов А. П. Защита нефтепромыслового оборудования от коррозии. М., Недра, 1982.
- Шрейдер А.В., Шпарбер И. С., Арчаков Ю. И. Влияние водорода на нефтяное и химическое оборудование. М.: Машиностроение, 1976.
- Смяловски М. Влияние водорода на свойства железа и его сплавов /Защита металлов, 1967, Т. З, N3, С.267−277.
- Smialowski М., Hydrogen in steel, Oxford, Pergamon Press, 1952.
- Структура и коррозия металлов и сплавов: Атлас. Справ, изд. /Сокол, А .Я., Ульянин Е. А., Фельдгандлер Э. Г. и др. М.: Металлургия, 1989.
- Иофа З.А., Кам Фан Лыонг. Влияние сероводорода, ингибитора и рН среды на скорость электрохимических реакций и коррозию железа //Защита металлов, 1974, т. 10, № 3, С.300−303.
- Иофа З.А., Кам Фан Лыонг. О механизме ускоряющего действия сероводорода на реакцию разряда ионов водорода на железе //Защита металлов, 1974, т.10, № 1, С.17−21.
- Стандарт NACE MR-01−75 Металлические материалы с сопротивлением сульфидному растрескиванию под напряжением, предназначенные для нефтепромыслового оборудования.
- Герцог Э. Сб. «Коррозия металлов». Пер. с франц. М.: Металлургия, 1964.
- Антропов Л.И., Панасенко В. Ф. О механизме ингибирующего действия органических веществ в условиях сероводородной коррозии металлов. Итоги науки и техники. Сер. «Коррозия и защита от коррозии», М., ВИНИТИ, 1975, т.4, с.46−96.
- NACE Standard TM-01−77−90 (1990). Standard Test Method Laboratory Testing of Metals for Resistance to Sulfide Stress Cracking in H2S Environment. National Association of Corrosion Engineers (NACE), Houston, TX.
- Артамошкин C.B., Астафьев В. И., Тетюева T.M. Влияние микроструктуры и неметаллических включений на склонность низколегированных сталей к сульфидному разрушению под напряжением // Физико-химическая механика материалов. 1991. Т. 2.7. № 6. С. 60−66.
- Астафьев В.И., Рагузин Д. Ю., Тетюева Т. В., Шмелев П. С. Оценка склонности сталей к сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением- // Зав. лаборатория., 1994. № 1. С. 37−40.
- Astafiev V.I., Kazakov V.A., Tetjueva T.V. Estimation of sulfide stress corrosion cracking of oil country tubular steels based on fracture mechanics approach. Рос. 8
- Simp. Brasileivo Sorbe Tubulacoes e Vasos de Pressao. Gramado (Brazil). 1994. V. Il P. 338−347.
- Astafiev V.J., Shmelev P. S., Tetjueva T.V. Modified double-cantilever beam test for sulfide stress cracking of tubular steels // Corrosion, 1994. V.50. No. 12. P. 947 952.
- Astafiev V.l., Kazakov V.A., Tetjueva T.V. Mechanisms ofsulfide stress cracking in low-alloy steels. Abstr. 7th Int. Conf. on Fract. (ICM-7). The Hague. 1995. P, 711 712.
- Рыхлевская М.С. Влияние химического состава и структуры низколегированных трубных сталей на закономерности сульфидной коррозии, диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Тольятти 1998.
- Стеклов О.И. Стойкость материалов и конструкций коррозии под напряжением, Машиностроение, 1990г.
- Защита газопроводов нефтяных промыслов от сероводородной коррозии/ Э. М. Гутман, М. Д. Гетманский, О. В. Клапчук, JI.E. Кригман. М.: Недра, 1988.
- Popperling R., Schwen W. Untersuchungen zur H-induzierten Riskorrosion-Teil 2: Vergleichende Untersuchungen zur Wasserstoffpermeation und Spannungsriskorrosion. «Werkst. undKorros.», 1979, 30, N9, S. 612−619.
- Акользин А. П., Жуков А. П. Кислородная коррозия оборудования химических производств. М.: Химия, 1985 г.
- Структура и коррозия металлов и сплавов: Атлас. Справ, изд. / Сокол И. Я., Ульянин Е. А., Фельдгандлер Э. Г. и др. М.: Металлургия, 1989.
- Лубенский С.А. Водородопроницаемость и характер коррозионного процесса // РНТС «Защита от коррозии и охрана окружающей среды». 1993. № 1. С.1−5 (ВНИИОЭНГ).
- Ikeda A., Morita Y., Terasaki F., Second International Congress on Hydrogen in metals, 6−11. VI. 977. Paris, 1978.
- Saudisco I.B., Pitts R.E. // Mater. Protect. 1966. V.5. No.9. P.81.
- Ажогин Ф.Ф. Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей. М.: Металлургия, 1974.
- Fischer W., Siedlarek W. Wasserstoffentwicklung aus C02-haltigen wassrigen Elektrolyten // Werkst, und Korros. 1977. V.28. No.12. S.822−827.
- Яковлев А.И. Коррозионное воздействие сероводорода на металлы.- М.: ВНИИЭгазпром, 1972.
- Панасюк Н.В., Лавренко Н. А., Талалай Г. П., Тоцкая О. С. Влияние режимов термообработки на стойкость труб нефтяного сортамента к сероводородному растрескиванию // РНТС «Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности». 1979. № 6. С.18−19 (ВНИИОЭНГ).
- Стеклов О.И., Басиев К. Д., Есиев Т. С. Прочность трубопроводов в коррозионных средах. Владикавказ: РИПП, 1995.
- Grobner P.J., Sponseller D.L., Cias W.W. Development of higher strength H2S-resistant steels for oil field applications // Mater. Perform. 1975. V.14. No.6. P.35−43.
- Hill M., Kowasaki E.P., Kronbach G.E. Oil well casing: evidence of the sensitivity to rapid failure in an H2S environment // Mater. Prot. and Perform. 1972. V.ll. No.l. P. 19−22.
- Романив O.H. Вязкость разрушения конструкционных сталей. М.: Металлургия, 1979.
- Романив О.Н., Никифорчин Г. Н. Механика коррозионного разрушения конструкционных материалов. М.: Металлургия, 1986.
- Duncan G. Enhanced recovery engineering including well design, completion and production practices // World Oil. 1994/XI. V.215. No. l 1. — P.63−66.
- Дорофеев А.Г., Лившиц Л. С., Медведева М. Л. Обработка стали для защиты от сульфидного растрескивания // РНТС «Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности». 1977. № 10. С.25−26 (ВНИИОЭНГ).
- Петров Л.Н. Коррозия под напряжением. К.: Вища школа, 1986.
- Маннапов Р.Г., Воликова И. Г. Оценка погрешности результатов коррозионных испытаний образцов // Химическое и нефтяное машиностроение. 1994. № 1. С.27−30.
- Тетюева Т.В., Ботвина Л. Р., Крупнин С. А. Закономерности повреждаемости низколегированных сталей в коррозионно-активных сероводородсодержащих средах // Физико-химическая механика материалов. 1990. № 2. с.27−33.
- Гафаров H.A., Гочаров A.A. и др. Коррозионные среды Оренбургского ГМК и их влияние на состояние металлоконструкций // Химическое и нефтяное машиностроение. 1996. № 6. С.59−62.
- Крестовников А.А. и др. Справочник по расчетам равновесных металлургических реакций. М.: Металлургия, 1963.
- J. P. Hirth, Effects of hydrogen on the properties of iron and steel // Metallurgical transactions A, 1980, Vol. 11A, pp. 861−890.
- Yamakawa Kohji, Maeta Hiroshi, Hydrogen migration in cold worked Pd around 5OK // Scr. met. et mater., 1995, Vol. 32, N7, pp. 967 970.
- Tsu I.-F., Perng T.-P., Hydrogen compatibility of femnal alloys // Metallurgical Transactions A, 1991, Vol. 22A, N1, pp. 215−224.
- Al-Nahlawi Tarek A. K., Heuser Brent J., Estimation of trapping of hydrogen at dislocations in Pd: suggestion future sans experiments // Scr. met. et mater, 1995, Vol. 32, N10, pp. 1619−1624.
- Iijama Y., Yoshida S.-I., Saitoh H., Tanaka H., Hirano K.-I., Hydrogen trapping and repelling in an Al-6wt %-Zn-2wt% Mg alloy // Journal of material science, 1992, Vol. 27, N21, pp. 5735−5738.
- Brass A. M, Chene J., Anter G., Ovejero-Garcia J., Castex L., Role of shot-peening on hydrogen embrittlement of a low-carbon steel and a 304 stainless steel // Journal of material science, 1991, Vol. 26, N16, pp. 4517 4526.
- Гольдштейн М.И., Фарбер B.M. Дисперсионное упрочнение стали. М.: Металлургия, 1979, 208с.
- Самсонов Г. В., Упадхая Т. Ш., Нешпер B.C. Физическое материаловедение карбидов. Киев: Наукова думка, 1974.456с.
- Кузнецов В.П. Механизм углекислотной коррозии газопромыслового оборудования. // РНТС «Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности». 1976. № 11. С.6−10 (ВНИИОЭНГ).
- Гоник А.А. Коррозия нефтепромыслового оборудования и меры ее предупреждения. М.: Недра, 1976.
- Мао X., Liu X., Revie R.W. Pitting corrosion of pipeline steel in dilute bicarbonate solution with chloride ions // Corrosion. 1994. V.50. No.9. P.651−657.
- P.I. Nice, M. Ueda The effect of microstructure and chromium alloying content to the corrosion resistance of low-alloy steel well tubing in seawater injection service // CORROSION 98 1998 — paper 3
- P.I. Nice, H. Takabe, M. Ueda The development and implementation of a new alloyed steel for oil and gas production wells // CORROSION 2000 2000 — paper 154
- M В Kermani, J С Gonzales, С Linne, M Dougan, R Cochrane Development of low carbon Cr-Mo steels with exceptional corrosion resistance for oilfield applications // CORROSION 2001 2001 — paper 65
- J. L. Crolet Role of Conductive Corrosion Products on the Protectiveness of Corrosion Layers // CORROSION 96 1996 — paper 4
- M.B. Kermani, A. Morshed Carbon Dioxide Corrosion in Oil and Gas Production—A Compendium // Corrosion 2003 — Vol. 59, No. 8, pp 659−683
- R. Nyborg, A. Dugstad Mesa corrosion attack in carbon steel and 0.5% chromium steel // CORROSION98 1998 — paper 29.
- Specification for Casing and Tubing. API Specification 5CT. Eighth Edition, July 1, 2005. ISO 11 960:2004, Petroleum and natural gas industries Steel pipes for use as casing or tubing for wells.
- Ikeda A., Ueda M., Mukai S. // in: Proc. Int. Corrosion Forum. (Corrosion-85) -Massathysets. 1985.Pap.29.
- Sardisco J.B., Pitts R.E. Corrosion of iron in an H2S-C02-H20-system. Composition and protectiveness of the sulphide film as a function of pH // Corrosion. 1965. V.21. No.ll. P.350−354.
- Маркин A.H., Легезин H.E. Исследование углекислотной коррозии стали в условиях осаждения солей // Защита металлов. 1993. Т.29. № 3. С.452−459.
- Кузнецов В.П. Некоторые особенности углекислотной коррозии оборудования газоконденсатных и газовых скважин в жесткой пластовой воде // РНТС «Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности». 1979. № 1. С. 19−24 (ВНИИОЭНГ).
- Полянский Р.П., Пастернак В. И. Трубы нефтяной и газовой промышленности за рубежом. М.: Металлургия, 1979.
- Волгина Н.И., Насибов А. Г. и др. Оценка трещиностойкости углеродистых и низколегированных конструкционных сталей в условиях наводороживания // МиТОМ. 1997. № 5. С. 14−17.
- A. Ikeda, М. Ueda, S. Mukai С02 Behavior of Carbon and Cr Steels // Advances in C02 Corrosion Vol. 1, p39, NACE, 1984
- M. Ueda, A. Ikeda Effect of microstructure and Cr content in steel on C02 corrosion // CORROSION 96 1996 — paper 13
- Диаграммы превращения аустенита в сталях и бета- раствора в сплавах титана: Справочник термиста / Л. Е. Попова, А. А. Попов 3-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1991. 503 с.
- А.В.Иоффе, М. А. Выбойщик, Е. А. Трифонова, П. В. Суворов Влияние химического состава и структуры на стойкость нефтепроводных труб к углекислотной коррозии// МиТОМ. 2010. № 2 С.9−14.
- А.В.Иоффе, Т. В. Тетюева, М. А. Выбойщик, Е. А. Трифонова, Е. С. Луценко Насосно-компрессорные трубы высокой коррозионной стойкости // МиТОМ. 2010. № 1 С.24−31.
- Ikeda A., Ueda М., Mukai S. С02 Behavior of Carbon and Cr Steels // Advances in C02 Corrosion NACE. 1984. V. 1. P. 39
- Ueda M., Ikeda A. Effect of microstructure and Cr content in steel on C02 corrosion// CORROSION 96. 1996. Paper 13,
- Chen C.F., Lu M.X., Sun D.B. et al. Chang Effect of Chromium on the Pitting Resistance of Oil Tube Steel in a Carbon Dioxide Corrosion System // Corrosion. 2005. V. 61, No. 6. P. 594−601
- Зубченко A.C., Колосков M.M., Каширский Ю. В. и др. Марочник сталей и сплавов. 2-е изд., доп. и испр. / Под общей ред. А. С. Зубченко. М.: Машиностроение, 2003. 784с.
- Курдюмов Г. В., Утевский Л. М., Энтин Р. И. Превращения в железе и стали. М.: Наука, 1977.
- Шрейдер А.В., Дьяков В. Г. Особенности сероводородного коррозионного растрескивания, Итоги науки и техники, Серия «Коррозия и защита от коррозии», том 13, Москва 1987г.
- Новиков И.И. Теория термической обработки металлов: Учебник для вузов,-4-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986.
- Доронин В. М. Термическая обработка углеродистой и легированной стали. М.: Металлургия, 1965.
- Гольдштейн М. И., Фарбер В. М. Дисперсионное упрочнение стали. М.: Металлургия, 1979.
- Металлография железа. Том 2. Структура сталей. Перевод с английского. Издательство Металлургия, 1972, с. 284.
- Металловедение и термическая обработка стали под ред. Бернштейна M.JI. Рахштадта А. Г., М. «Металлургия», том 2, с.304−306
- J.Janovec et al. Time-temperature-precipitation diagrams of carbide evolution in low alloy steels // Material Science and Engineering A 402 2005 pp 288−293
- V.Raghavan C-Cr-Fe-Mo // Journal of Phase Equilibria and Diffusion Vol. 28 No. 3 2007 pp 270−273
- Патент 2 371 508 Российской Федерации. Коррозионно-стойкая сталь для насосно-компрессорных и обсадных труб/ Иоффе А. В., Тетюева Т. В., Трифонова Е. А. и др.- опубл. 27.10.2009
- Патент 2 368 836 Российской Федерации. Высокопрочная труба для нефтяных скважин/ Иоффе А. В., Тетюева Т. В., Трифонова Е. А. и др.- опубл. 27.09.2009.с:
- УТВЕРЖДАЮ: Первый з- подвоизектора
- УТВЕРЖД у^Гехническ. замести1. ТЕХНИЧЕСКОЕ СОГЛАШЕНИЕтс /6/--?во?на поставку опытной партии насосно-компрессорных труб из стали марки 15Х5Мдля ООО «ЛУКОЙЛ-Коми»
- Настоящее техническое соглашение распространяется на поставку насосно-компрессорных труб 0 73×5,5 мм с требованиями по ГОСТ 633–80 со следующими дополнениями:
- Трубы предназначены для использования в коррозионноакгивных средах, содержащих Н гЭ, СО 2 и в условиях с повышенной бактериальной зараженности.1. Технические требования
- Трубы из стали марки 15Х5М изготавливаются из заготовки поставляемой по ТУ 14−1-583−73 с химическим составом в соответствии с таблицей 1.