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油套管硫化物应力腐蚀开裂试验的习惯做法及建议 田新新 李昱坤 段博 （中国石油天然气集团公司石油管工程技术研究院） 摘要：本文主要依据油套管产品标准来分析、探讨在驻厂监造中硫化物应力腐蚀开裂试验的取样、试验问题。 关键词：油套管；驻厂监造；硫化物应力腐蚀开裂试验 SUGGESTION FOR THE USUAL PRACTICE IN SULFIDE STRESS CRACKING TEST OF CASING AND TUBING Tianxinxin Liyukun Duanbo Abstract:This paper according to the Specification for casing and tubing analysis and discusses the question of sulfide stress corrosion cracking test in Mill Supervision. Keywords: casing and tubing ;mill supervision; sulfide stress cracking test 1 前言 随着石油天然气工业的发展，高含硫油气井的增多，对油套管性能提出更苛刻的要求，抗硫化氢腐蚀性能首当其冲。 硫化氢腐蚀方式主要有硫化物应力开裂腐蚀（电化学失重腐蚀）、氢诱发裂纹腐蚀、应力向氢诱发开裂及硫堵。石油工业用油套管在下井使用过程中，遇含硫介质的管材腐蚀主要为硫化物应力开裂腐蚀。 鉴于硫化物应力开裂腐蚀对石油工业安全生产的巨大危害，必须对抗硫油套管进行硫化物应力开裂腐蚀试验评价，以提供油套管下井作业的可靠性依据，从而实现油井的安全运行。 本文主要依据油套管产品标准来分析、探讨在油套管驻厂监造中抗硫化物腐蚀试验的取样、试验问题。 抗硫化物腐蚀试验是指在含硫化氢（H2S）的环境介质下，腐蚀和拉伸应力共同作用下，金属抗开裂破坏的试验。在室温这种开裂破坏现象称为硫化氢应力开裂；而在更高温度，称之为应力腐蚀开裂；这种随温度和材料的变化而变化的现象则称之为环境断裂（EC）。石油工业用油套管抗硫化物腐蚀试验一般采用NACE TM0177-1996标准规定的四种“H2S环境中抗特殊形式的环境开裂材料的实验室试验方法”中的1种或多种。 H2S环境中抗特殊形式的环境开裂材料的实验室试验方法 NACE TM0177-1996标准规定了以下四种“H2S环境中抗特殊形式的环境开裂材料的实验室试验方法”。 1.1试验方法A－NACE标准拉伸试验提供了评估金属材料在单轴向应力载荷下的抗EC性能的方法。试验方法A测定的硫化氢环境断裂敏感性，通常由断裂时间来确定，拉伸试样加载至特定的应力水平将会给出失败与不失败的结果。加载应力由金属材料的屈服强度决定，试验的结束应以试样的断裂或通过720小时为准。 1.2试验方法B－NACE标准弯梁试验提供了评估金属材料在弯曲应力的条件下抗环境断裂能力的方法。试验方法B通过提供弯曲应力使一系列试样变形，然后将施加了应力的试样置于试验环境中确定开裂破坏（或不破坏），来确定材料的硫化氢环境断裂的临界应力。试验在720小时或者试样都断裂失效时结束。 1.3试验方法C-NACE标准C形环试验提供了在环形载荷条件下，评估金属材料抗环境断裂的能力，试验的结束应以试样的断裂或通过720小时为准。适用于管子或棒材的横向试验。 1.4试验方法D-NACE双悬臂梁试验提供了检测金属材料在环境断裂条件下，其抗裂纹扩展能力的一种试验方法。该试验运用断裂力学的裂纹抑止形式及使用应力强度因子来分别评估材料在H2S和其它环境下金属材料的抗开裂性能。试验在碳钢和低合金钢14天、不锈钢、Ni-基、Ti-基、Zr-基合金至少30天或裂纹停止扩展时结束。 2、硫化物应力腐蚀试验的相关要求 油套管下井服役时，主要承受拉应力及弯曲应力。由于拉应力和弯曲应力在管壁上一点存在着应力叠加，加速导致油套管应力腐蚀开裂；同时，在实际使用中，如果出现应力腐蚀开裂，油套管必须具备相当的抗裂纹扩展能力，以确保油田现场有适当时间应对突发事件，从而保障安全生产。NACE TM0177-1996标准规定的A、B和D法一种或多种试验方法，能基本验证抗硫化氢腐蚀油套管是否符合拉应力、压应力及抗裂纹扩展能力要求。 抗硫化氢腐蚀油套管主要依据以下要求进行生产控制： （1）国内使用的油套管大多是依据API 5CT标准生产、验收的。API 5CT标准仅规定了C90和T95钢级油套管的硫化物腐蚀试验。标准规定：“对每炉批产品，制造厂应采用ANSI-NACE TM0177-1996中A、B或D法其中一种试验方法证明其满足或超过最低硫化