S135钻杆钢在H₂S环境中的腐蚀疲劳行为

雒设计¹，温宁华¹，韩礼红²

1. 西安石油大学材料科学与工程学院2. 中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室

摘 要：对S135钻杆钢在空气和H₂S环境中进行了不同应力幅下的疲劳试验,得到了不同条件下的疲劳寿命,并应用回归分析方法得到了该钻杆钢在不同环境中的疲劳寿命公式,分析了其疲劳断裂机制。结果表明:在空气环境中,试验钢呈现明显的疲劳极限特征;在H₂S环境中,相同当量应力幅下试验钢的疲劳寿命比在空气环境中的低,且在很低的当量应力幅下仍会发生断裂,不存在疲劳极限;在不同环境和不同当量应力幅下,试验钢的疲劳裂纹均萌生于试样表面或靠近表面处,裂纹源区以解理断裂为主;在空气环境中,裂纹扩展区以疲劳条带为主要特征,在H₂S环境中,裂纹扩展区以解理平面和解理台阶为主要特征,在其解理平面上存在大量的二次裂纹,具有氢脆断裂的特征。

关键词：钻杆钢;H₂S环境;疲劳寿命;疲劳条带;解理;