硫化氫的腐蝕狀態(tài)及危害評(píng)價(jià)分析

硫化氫的腐蝕狀態(tài)及危害評(píng)價(jià)分析第1頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一1、腐蝕分類類型及機(jī)理分析（1）電化學(xué)失重腐蝕電化學(xué)失重腐蝕是指金屬和含硫天然氣接觸發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。（陽極反應(yīng)一金屬離子的水化過程；陰極反應(yīng)過程一吸收電子過程），使金屬表面形成蝕坑、斑點(diǎn)和大面積腐蝕等現(xiàn)象，造成設(shè)備減薄、穿孔、甚至引起爆炸。（2）可逆過程氫脆腐蝕：氫脆就是金屬在含硫天然氣作用下，由電化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氫，滲入金屬內(nèi)部，使材料變脆，但不一定引起破裂。（3）不可逆過程的硫化物應(yīng)力破裂腐蝕：是金屬在含硫天然氣和固定應(yīng)力兩者同時(shí)作用下產(chǎn)生的破裂腐蝕，是一個(gè)不可逆過程。第2頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一2、腐蝕特征分析（1）電化學(xué)失重腐蝕造成材料的破壞一般來說時(shí)間要長(zhǎng)一些。腐蝕過程中使金屬表面形成蝕坑、斑點(diǎn)及大面積腐蝕，導(dǎo)致設(shè)備厚成薄、穿孔、甚至造成破裂。（2）氫脆和硫化物應(yīng)力腐蝕破裂多發(fā)生在設(shè)備使用初期。在沒有任何預(yù)兆下設(shè)備、管線、儀表等在幾分鐘或幾個(gè)月內(nèi)產(chǎn)生突然爆破。氫脆性破壞，在形式上的特點(diǎn)是產(chǎn)生裂紋，裂紋的縱深比寬度大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。裂紋有穿晶裂紋和晶間裂紋，破裂斷口平整，無塑性變形。（3）硫化物應(yīng)力腐蝕破裂主要是在受拉應(yīng)力時(shí)才產(chǎn)生。且主裂紋的方向一般總是和拉應(yīng)力的方向垂直，壓應(yīng)力不會(huì)產(chǎn)生腐蝕破裂。硫化物應(yīng)力腐蝕破裂的爆破口多發(fā)生在導(dǎo)致應(yīng)力集中的部位。第3頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一3、硫化氫（H2S）腐蝕危害的簡(jiǎn)述評(píng)價(jià)分析（1）硫化氫（H2S）的主要危害（五個(gè)方面）a、危及操作人員及周邊人群（包括牲畜）的生命安全。b、腐蝕鉆具造成鉆具氫脆折斷。（鉆具強(qiáng)度越高氫脆越敏感）。c、污染泥漿性能。d、H2S擴(kuò)散后造成污染。e、造成地面及井下的復(fù)雜與事故。第4頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一（2）硫化氫（H2S）腐蝕危害程度簡(jiǎn)述分析①硫化氫（H2S）是一種無色、可燃和具有爆炸性的腐蝕穿透力極強(qiáng)且易擴(kuò)散的劇毒氣體。其含硫化氫的水溶液對(duì)金屬有強(qiáng)烈的腐蝕作用（其硫化氫（H2S）對(duì)人的危害程度等量關(guān)系分析見（附表1）略必須指出的是，硫化氫（H2S）的嗅覺閾遠(yuǎn)低于引起危害的最低濃度。起初硫化氫（H2S）臭味的增加與濃度的升高成正比。在5一20ppm時(shí)臭味很強(qiáng)，從而使人預(yù)感到危險(xiǎn)，但其濃度為150-200ppm，超過200ppm時(shí)，則因嗅覺麻痹反而嗅不出臭味。因此決不能依靠其臭味強(qiáng)烈與否來判斷有無危險(xiǎn)濃度的出現(xiàn)。第5頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一②硫化氫(H2S)的容許濃度中國(guó)最高容許濃度①(10mg/m3)7ppm。日本②時(shí)間加權(quán)平均值(15mg/m3)10ppm。美國(guó)③時(shí)間加權(quán)平均值(14mg/m3)9pmm。短時(shí)間接觸限值(27mg/m3)18pmm。德國(guó)④時(shí)間加權(quán)平均值（15mg/m3）10ppm。

第6頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一③、腐蝕現(xiàn)況簡(jiǎn)述分析；據(jù)某些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的不完全統(tǒng)計(jì)，每年由于金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失占國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的3%～4%，我國(guó)所占比例則更為可觀。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料表明：我國(guó)東部的10多個(gè)油氣田各類管道腐蝕穿孔達(dá)3萬次/年，更換管道數(shù)量達(dá)600～800km/年，油田容器腐蝕平均穿孔率0.16次（臺(tái)·年），平均更新率為1.90%，因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約為8～10億元/年。川渝氣田由于有硫化氫（H2S）加二氧化碳的腐蝕，出現(xiàn)問題更早、更多、更復(fù)雜。第7頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一1963年臥3井完鉆，因H2S含量較高（203g/m3），從安全角度考慮被迫封井；八十年代中其完鉆的臥63井，號(hào)稱“亞州第一高”，硫化氫高達(dá)493g/m3，2004年封井；1965年威遠(yuǎn)含硫氣田僅在幾個(gè)月之內(nèi)，發(fā)生10多口井油管因脆性腐蝕破裂而斷裂；半年之間爆破壓力表38支、斷井口閥門絲桿10根、閥門閘板6個(gè)；威23井井口底法蘭與套管聯(lián)接處爆破，威成線、威內(nèi)集輸管線頻繁發(fā)生爆炸等。近5年左右，川渝輸氣干線頻繁發(fā)生近10余起較典型的集輸管線爆破事故。如成廣線、渝開線等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至今為止，川渝輸氣干線累計(jì)發(fā)生各類管線破、斷和穿孔等大小事故達(dá)1000次以上，所造成的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染危害是巨大的。第8頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一④完井、試修等井下作業(yè)井噴失控的危害：（概括為以下八個(gè)方面）：a、作業(yè)設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞及報(bào)廢b、造成大面積的人員傷亡c、嚴(yán)重?fù)p（傷）害油氣層及浪費(fèi)地下油氣資源d、造成周圍較大面積環(huán)境污染與空氣破壞e、造成油氣井報(bào)廢及資源破壞f、造成企業(yè)及國(guó)家巨大的經(jīng)濟(jì)損失g、造成企業(yè)正常工作秩序及信譽(yù)的嚴(yán)重不良影響。q、造成涉及面廣的國(guó)際、國(guó)內(nèi)社會(huì)形象及聲譽(yù)的影響。第9頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一⑤完井、試修等井下作業(yè)發(fā)生井噴失控的原因：大體歸納為以下十四個(gè)方面：a、起鉆過程中產(chǎn)生的抽汲作用。b、起鉆過程中未按時(shí)灌作業(yè)井液或灌入量不足。c、座崗觀察出現(xiàn)違章違規(guī)失責(zé)且未及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)溢流。D、發(fā)現(xiàn)溢流未在第一時(shí)間采取控制井口的手段及措施或處理措施不當(dāng)。e、井口防噴器組合結(jié)構(gòu)其設(shè)計(jì)及配套不合理，存在缺陷。f、井控設(shè)備的安裝及試壓，不符合相關(guān)井下作業(yè)井控安全、技術(shù)、質(zhì)量的工作要求，且設(shè)計(jì)存在缺陷。g、老井試修井油層套管及井口腐蝕情況不清，且設(shè)計(jì)存在缺陷。第10頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一r、老井試修井鉆懸空水泥塞（或橋塞）的處理措施不當(dāng)，且設(shè)計(jì)存在缺陷。x、老井試修井鉆塞或開窗側(cè)鉆中發(fā)生井漏時(shí)，處理不及時(shí)或措施不當(dāng)，且設(shè)計(jì)存在缺陷。h、老井修井時(shí)其相鄰注水井不停注或未減壓等措施不當(dāng)，且設(shè)計(jì)存在缺陷。s、老井試修