Q345R鋼是屈服強(qiáng)度達(dá)到345MPa級(jí)的壓力容器專用鋼板，它具有良好的綜合力學(xué)性能和工藝性能，被廣泛用于石油、化工、電站、鍋爐等行業(yè)，一般用于制作反應(yīng)器、熱換器、分離器、導(dǎo)氣管、液化氣罐、鍋爐氣包及液化石油氣瓶等。本文主要討論濕硫化氫引起鋼材開裂的影響因素。

1、MnS夾雜

MnS屬于低熔點(diǎn)非金屬夾雜物，是在金屬凝固后形成的，多呈球狀、帶狀或枝晶狀。MnS在高溫條件下具有一定的塑性和延展性，熱軋?zhí)幚頃r(shí)，鋼中的球狀MnS發(fā)生變形，從而被拉長和壓扁，以扁平的條狀存在。在隨后的冷卻過程中，MnS周圍可能還會(huì)出現(xiàn)空隙，成為氫的聚集場所，導(dǎo)致晶界分離，成為微裂紋的起裂點(diǎn)。因?yàn)镸nS夾雜與基體的結(jié)合力小于基體原子間的結(jié)合力，所以當(dāng)空隙處聚集的氫壓大于MnS夾雜與基體的結(jié)合力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生微裂紋，并成為HIC的起裂源。

2、H2S濃度

在環(huán)境其他參數(shù)相同的情況下，對SCC的敏感性隨著H2S濃度的提高而增加，因此降低石油裂化氣中H2S含量是減緩SCC的有效措施之一。

3、拉應(yīng)力

拉應(yīng)力的存在是發(fā)生SCC的必要條件，包括材料所受的內(nèi)應(yīng)力和外應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力主要是焊接殘余應(yīng)力和冷加工殘余應(yīng)力，外應(yīng)力主要是指工作壓力。液化石油氣球罐是由加工成型的球殼板在現(xiàn)場通過燭接組裝而成，由于板殼較厚，需要多道焊接，容易在焊接接頭部位產(chǎn)生過高的焊接殘余應(yīng)力，同時(shí)由于焊接產(chǎn)生的高溫容易在晶相組織中形成高硬區(qū)域。

4、材料的表面缺陷

材料表面存在的缺陷如微裂紋、磕碰傷、焊疤等均會(huì)引起局部應(yīng)力集中，在陽極溶解型開裂中會(huì)加速裂尖的溶解，在氫致滯后開裂中會(huì)促進(jìn)氫的擴(kuò)散與富集。

5、材料的組織狀態(tài)

焊接引起的板條狀馬氏體組織和晶粒粗大的魏氏體組織都會(huì)成為SCC裂紋拓展的通道。同時(shí)，焊縫及熱影響區(qū)硬度升高。當(dāng)硬度大于HRC200時(shí)，熱影響區(qū)韌性急劇下降。在溫硫化氫條件下，會(huì)使碳化物界面上的氫濃度增大，從而削弱碳化物界面與基體的結(jié)合強(qiáng)度，促使裂紋萌生與擴(kuò)展。尤其當(dāng)碳化物以大片或連續(xù)網(wǎng)狀分布時(shí)，危害更加顯著。

為了預(yù)防H2S引起的Q345R鋼開裂現(xiàn)象，主要措施有焊縫的熱處理手段與涂層技術(shù)。北京志盛威華化工有限公司生產(chǎn)的多款耐高溫陶瓷防腐涂料如ZS-711、ZS-811、ZS-1033、ZS-1041等都可以很好的解決SCC問題，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用工況選擇合適的型號(hào)，具體的型號(hào)選擇與方案設(shè)計(jì)可以咨詢志盛威華唐工。