Широко используют для предотвращения растрескивания, вызванного водородом.

Сравнительные испытания на ВР широко применяемой конструкционной стали марки 16ГС и специальной стали, микролегированной церием с низким содержанием серы, марки 20ЮЧ показали, что сталь 20ЮЧ обладает значительно более высокой стойкостью к ВР.

Ниже приведены результаты испытаний листовой стали марок 16ГС и 20ЮЧ на водородное растрескивание по методу NACE ТМ-02-84 в растворе, содержащем 5.% NaCl и 0,5 % СНзСООН, насыщенном H2S до ~3000 мг/л (pH 3,0—3,8, продолжительность испытаний 96 ч) *:

* Результаты получены С. А. Афанасьевой и В. В. Устиновой (ВНИИНефтемаш).

Легирование стали медью (> 0,25 %) уменьшает ее склонность к растрескиванию в сероводородсодержащих средах, однако только при значениях pH>4,5. Положительное влияние меди может быть усилено одновременным легированием стали другими элементами, например кобальтом (1 %) или оловом, алюминием, титаном, вольфрамом [51—53].

Положительное влияние оказывает легирование 0,3—0,6 % хрома, особенно вместе с 0,2—0,3% меди. Положительный эффект легирования стали указанными элементами связан с образованием на поверхности металла пленки продуктов коррозии с высокими защитными свойствами по отношению к диффузии водорода в металл [57]. Небольшие концентрации никеля (до 0,2%) также увеличивают сопротивление стали растрескиванию.

В табл. 4.2 приведены данные о влиянии содержании марганца и углерода и различных характеристик микроструктуры на склонность сталей для магистральных нефтегазовых трубопроводов к водородному охрупчиванию [58]. Как видно из табл. 4.2, в стали с обычным содержанием углерода концентрация марганца не должна превышать 1 %. Сталь с обычным содержанием углерода и низким содержанием марганца может применяться для относительно низкопрочных труб, а низкоуглеродистая (до 0,05%) высокомарганцовистая сталь — для. среднепрочных. Твердость сталей необходимо ограничивать за счет снижения содержания в ней фосфора. Однако значительно снизить содержание фосфора не удается без заметного снижения производительности плавильных печей.

Холодная пластическая деформация стали более чем на 20% заметно повышает чувствительность к ВР, но деформация менее чем на 20 % снижает склонность к ВР. Минимальная склонность к ВР наблюдается после холодной деформации растяжением в направлении вдоль прокатки на 5%. По другим данным, растрескивание не происходит после холодной дефор- мации на 2% и ниже [53].

Таблица 4.2. Влияние состава стали и характеристик микроструктур на склонность к водородному охрупчиванию [58]