閥門設計過程中閥桿選用630代替316等材料,既保證耐蝕又提高其機械性能。通過對630材料在硫化氫下抗腐蝕開裂能力進行試驗研究,以確定該材料能滿足使用要求。

1、概述

　　近年來,隨著石油、化工和核電等產業迅速發展,閥門的需求也不斷增加,特別是耐腐蝕不銹鋼閥門的應用越來越廣泛。不銹鋼分為奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、雙相體不銹鋼、馬氏體不銹鋼及沉淀硬化不銹鋼等類型。其中沉淀硬化不銹鋼具有較優良的機械性能和耐腐蝕性。目前,由于大型石化裝置耐高溫、耐高壓和耐硫化氫腐蝕等參數的提高,閥門的使用壽命和可靠性是設計與制造的關鍵。閥桿是主承壓件,在使用過程中起著承載扭矩和開啟閥門的重要作用。630屬于沉淀硬化不銹鋼,因此設計過程中閥桿選用630代替316等材料,既保證耐蝕又提高其機械性能。

　　本文對630材料在硫化氫下抗腐蝕開裂能力進行試驗研究,以確定該材料能滿足使用要求。

2、試驗材料及試驗方法

2.1、試驗材料

　　試驗材料為ASTM - 630,其主要化學成分見表1。材料的固溶化工藝為(1020～1060) ℃ ×1h,油冷。時效溫度為480、550和620℃,時效時間4h,空冷。

2.2、試驗方法

　　金屬630材料抗硫化氫腐蝕開裂試驗依據GB4157 - 2006進行。試驗是在常溫常壓下, 將承受拉伸應力的試樣浸在經酸化并以硫化氫飽和的氯化鈉水溶液中, 為獲得硫化氫腐蝕開裂數據, 將外加應力加到屈服強度的70%、75%、80%、85%、90%、95%、100% , 測定試樣的斷裂時間, 直到720h試樣不發生斷裂的最大應力為止。

(1) 試樣

　　試樣工作段長25.4mm, 直徑<6135 ±0.13mm。拉伸試驗采用恒載荷設備W PM 在液力測壓計下能維持恒定壓力的靜重力試驗機上進行。試驗中必須保證試樣與任何接觸試驗溶液的其他金屬電絕緣。試樣周圍的密封是電絕緣和氣密的, 但

5、結語

　　試驗金屬630材料在硫化氫環境下, 需進行固溶化及時效處理。固溶化處理為1040 ±10℃ ×1h,水冷。時效處理為620 ±10℃ ×4h, 空冷。固溶化及時效處理后的材料, 獲得在高溫及硫化氫環境下, 較高的強度、韌性和耐腐蝕性。通過給定的硫化氫飽和的氯化鈉水溶液中腐蝕拉伸試驗, 獲得金屬630材料抗硫化氫腐蝕開裂數據, 從而確定該材料能夠在硫化氫環境下的使用。

參考文獻

　　〔1〕　GB 4157 - 2006, 金屬在硫化氫環境中抗特殊形式環境開裂實驗室試驗〔S〕