動(dòng)態(tài)充氫電流密度對BG110S油井管力學(xué)性能的影響

  油井管作為石油開發(fā)的重要部件,其服役條件惡劣,常在高溫、高壓及含H2S、CO2、溶解氧等腐蝕溶液環(huán)境下使用。油井管用材的力學(xué)性能和抗硫化氫腐蝕性能的提高通常采用合金化設(shè)計(jì)、夾雜物控制及熱處理等技術(shù)手段,如在成分上采用低碳、低錳,并結(jié)合Nb、V、Ti和B的微合金化設(shè)計(jì),再通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)質(zhì)熱處理可使油井管用材獲得優(yōu)良的力學(xué)性能、韌性和抗硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂等性能。

  科研工作者利用MTS-810材料試驗(yàn)機(jī)測量了BG110S油井管在動(dòng)態(tài)拉伸(邊充氫邊拉伸)實(shí)驗(yàn)中的力學(xué)性能,并利用掃描電鏡觀察分析了拉伸斷口形貌,研究了動(dòng)態(tài)充氫電流密度對油井管力學(xué)性能的作用,討論了氫原子濃度對油井管氫脆敏感性的影響。

  實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著充氫電流密度的增加,BG110S試樣的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度先增大后減??;試樣的伸長率、斷面收縮率及拉伸韌性連續(xù)降低;試樣的拉伸斷口形貌由韌性斷裂特征向脆性斷裂特征轉(zhuǎn)變;試樣的氫脆敏感性連續(xù)增加。當(dāng)動(dòng)態(tài)充氫電流密度i<30mA/cm2時(shí),氫原子在BG110S試樣中呈現(xiàn)固溶強(qiáng)化作用,而當(dāng)i≥30mA/cm2后,氫原子在BG110S試樣中則呈現(xiàn)氫致脆化作用。