含硫天然气井采用分段固井新工艺过程中,304不锈钢法兰下段固井后上套管固井时发生泥浆短路循环。当时固井暂时中断。在对情况进行分析并准备采取措施后不久,1Cr18Ni9Ti不锈钢管突然断裂,在距井口603米处发现一个接箍断裂不锈钢换热管。
1Cr18Ni9Ti不锈钢管接头的金相组织:断裂管接头的金相组织为回火索氏体,保留了马氏,的原始取向,而马氏体的取向较强,不锈钢对焊法兰碳化物析出不足。但是,未断裂联轴器的金相组织比较均匀,马氏的姿态方向不明显。
金相分析表明,断裂联轴器的实际奥氏体晶粒度为7级,而未断裂联轴器的奥氏体晶粒度为9级。断口源的扫描电镜和二次复型电镜观察表明,断口为沿晶断裂。从图中可以看出,断裂是粒间断裂。微区能谱分析表明断口表面存在硫化物。这表明断裂可能是由硫化物应力腐蚀引起的。
根据上述观察和分析,未发现材料的冶金质量缺陷,但断裂联轴器的硬度较高。同时,由于深井高温,H2S从泥浆中的铁铬盐中分解出来,1Cr18Ni9Ti钢管接箍暴露在含硫化物的应力腐蚀介质中,导致应力腐蚀断裂。
基本的预防措施是进行适当的回火处理,以降低1Cr18Ni9Ti不锈钢管的硬度(强度),降低钢因硫化物引起的应力腐蚀敏感性。
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