創(chuàng)新性

　　通過上述研究取得了多項(xiàng)創(chuàng)新性結(jié)果。

　　（1）積累了16Mn（抗HIC）鋼在濕H₂S介質(zhì)的應(yīng)力腐蝕行為數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)pH范圍是影響該鋼H2S環(huán)境應(yīng)力腐蝕開裂行為的關(guān)鍵因素，并確定出安全pH范圍為8~10。該項(xiàng)結(jié)果成功應(yīng)用在某石化廠冷高壓分離器（圖3）的硫化物應(yīng)力腐蝕開裂風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及服役安全檢測(cè)，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
 

　　（2）16MnR和20鋼的腐蝕速率與CO2和H2S的分壓比值（Pco₂/PH₂S）呈函數(shù)關(guān)系，其腐蝕速率隨Pco₂/ PH₂S的增加均符合正拋物線規(guī)律。腐蝕速率均在Pco₂/ PH₂S小于2時(shí)的腐蝕速率隨分壓比的增大而減小，當(dāng)Pco₂/ PH₂S超過2時(shí)腐蝕速率隨分壓比的增加而增加。

　　（3） 2205雙相不銹鋼在PH3.5~4.5范圍內(nèi)具有優(yōu)異的耐H₂S應(yīng)力腐蝕性能，pH是影響其耐蝕性的關(guān)鍵因素；co₂的存在能夠略微增加應(yīng)力腐蝕敏感性。該結(jié)果可以使井口設(shè)備選用較經(jīng)濟(jì)的雙相不銹鋼而不必使用昂貴的鎳基合金。

　　（4）采用高溫連續(xù)熱處理和循環(huán)熱處理兩種方式對(duì)純鐵、Q235、X70、X80等材料內(nèi)部的裂紋進(jìn)行高溫?zé)嵊希接懥烁邚?qiáng)管線鋼HIC裂紋愈合的行為規(guī)律。

　　（5） 開發(fā)了手動(dòng)恒載荷拉伸試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)是一種恒載荷拉伸法測(cè)試材料應(yīng)力腐蝕的專業(yè)設(shè)備，已經(jīng)獲國家發(fā)明專利（專利號(hào)200710098900.4），見圖4。
 

圖4  恒載荷拉伸試驗(yàn)機(jī)及其專利證書

　　（6） 在國內(nèi)外專業(yè)雜志上發(fā)表10余篇論文，研究成果被同行多次引用。

應(yīng)用情況

　　針對(duì)中國石化某煉油廠140萬噸/年加氫裂化裝置中的冷高壓分離器研究了16Mn和16Mn（抗HIC）鋼在濕H₂S環(huán)境中腐蝕行為和應(yīng)力腐蝕開裂機(jī)理；積累了國產(chǎn)16Mn（抗HIC）鋼在濕H₂S介質(zhì)的應(yīng)力腐蝕行為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為分離器的安全使用提供評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)；提出了避免該設(shè)備產(chǎn)生H₂S應(yīng)力腐蝕開裂的PH值合理范圍。

　　冷高壓分離器設(shè)計(jì)H₂S含量在10000 mg/L以上，屬于較典型的濕H₂S介質(zhì)腐蝕環(huán)境，設(shè)備堵焊部位存在著腐蝕開裂的隱患。該分離器返修后按照上述PH監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)于2001年3月投入使用后連續(xù)運(yùn)行近40個(gè)月，停工檢查，未發(fā)生開裂現(xiàn)象或其它類型的腐蝕事故。說明當(dāng)時(shí)設(shè)備返修后采取的處理措施正確。在這套監(jiān)控方案的支持下該設(shè)備安全運(yùn)行至今，已經(jīng)服役近10年時(shí)間。

　　對(duì)16MnR鋼、00Cr13Ni5MO 、318和2205系列不銹鋼、X70~X120系列高強(qiáng)度管線鋼、TPll0、TP95系列套管鋼的耐H₂S腐蝕行為機(jī)理的研究成果，已經(jīng)通過高水平論文發(fā)表、與合作單位合作、第三方研究服務(wù)等形式，應(yīng)用到我國高強(qiáng)度管線鋼的生產(chǎn)、天然氣開采、壓力容器防護(hù)等石化生產(chǎn)領(lǐng)域（分見相關(guān)證明材料），為我國石化行業(yè)裝置防H₂S腐蝕及其材料適用性評(píng)定做出了不同程度的貢獻(xiàn)。

　　在進(jìn)行材料在H₂S環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕行為機(jī)理研究的同時(shí)研發(fā)金屬材料H₂S腐蝕試驗(yàn)系統(tǒng)，通過與北京康泰豐源科技發(fā)展有限公司的合作和二次開發(fā)，成功應(yīng)用到安陽鋼鐵公司、鞍山鋼鐵公司、南京鋼鐵公司和相關(guān)拉伸機(jī)生產(chǎn)廠家。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

　　據(jù)目前收到的部分企業(yè)反饋的經(jīng)濟(jì)效益證明顯示，采用本成果后，提高了設(shè)備設(shè)施的可靠性和耐久性，大幅節(jié)省了維修成本，隨著成果應(yīng)用范圍的推廣，可在更大范圍內(nèi)提高設(shè)備使用壽命，具有潛在的巨大經(jīng)濟(jì)效益。本研究成果在各石化企業(yè)推廣后，對(duì)材料的使用起到了科學(xué)指導(dǎo)的作用；節(jié)約了材料，降低了能源消耗，減少腐蝕經(jīng)濟(jì)損失25%~30%（每年約數(shù)千萬元）。2005~2009年部分相關(guān)企業(yè)采用本項(xiàng)目成果后的新增直接經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)達(dá)到2041萬元。

　　研究結(jié)果直接為中石化帶傷運(yùn)行高危設(shè)備提供了有效的安全運(yùn)行措施，消除了安全生產(chǎn)的重大隱患，不僅得到了中石化安全管理最高領(lǐng)導(dǎo)的好評(píng)，而且推廣于相關(guān)的工況，產(chǎn)生了重大的社會(huì)效益。

　　油氣開采設(shè)備材料在濕H₂S環(huán)境下的腐蝕行為機(jī)理研究成果直接為我國高酸油氣田開采和運(yùn)輸設(shè)備的安全性、耐久性提供了直接支持和數(shù)據(jù)參考，為我國石化企業(yè)直接和間接創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　材料在H2S環(huán)境下的腐蝕試驗(yàn)系統(tǒng)及機(jī)理研究受到石化企業(yè)的廣泛關(guān)注與重視，它為積累材料在H₂S介質(zhì)的應(yīng)力腐蝕行為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、安全評(píng)定和使用提供評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，對(duì)提高材料（制品）在H₂S環(huán)境下的使用性能和質(zhì)量，促進(jìn)新材料的研究開發(fā)提供有力保障。為節(jié)能、節(jié)材、減少因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失，指導(dǎo)材料的合理使用提供科學(xué)依據(jù)。通過該成果采取相應(yīng)的防護(hù)措施，可大大減少腐蝕經(jīng)濟(jì)損失，具有很好的社會(huì)效益。

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