油井管作為石油開發的重要部件,其服役條件惡劣,常在高溫、高壓及含H2S、CO2、溶解氧等腐蝕溶液環境下使用。油井管用材的力學性能和抗硫化氫腐蝕性能的提高通常采用合金化設計、夾雜物控制及熱處理等技術手段,如在成分上采用低碳、低錳,并結合Nb、V、Ti和B的微合金化設計,再通過適當的調質熱處理可使油井管用材獲得優良的力學性能、韌性和抗硫化氫應力腐蝕開裂等性能。
科研工作者利用MTS-810材料試驗機測量了BG110S油井管在動態拉伸(邊充氫邊拉伸)實驗中的力學性能,并利用掃描電鏡觀察分析了拉伸斷口形貌,研究了動態充氫電流密度對油井管力學性能的作用,討論了氫原子濃度對油井管氫脆敏感性的影響。
實驗結果表明:隨著充氫電流密度的增加,BG110S試樣的屈服強度和抗拉強度先增大后減??;試樣的伸長率、斷面收縮率及拉伸韌性連續降低;試樣的拉伸斷口形貌由韌性斷裂特征向脆性斷裂特征轉變;試樣的氫脆敏感性連續增加。當動態充氫電流密度i<30mA/cm2時,氫原子在BG110S試樣中呈現固溶強化作用,而當i≥30mA/cm2后,氫原子在BG110S試樣中則呈現氫致脆化作用。