X70钢及其焊缝在含Cl-高pH值溶液中电化学噪声行为研究

研究了不同外加电位下X70钢母材及其焊缝在含Cl-的高pH溶液中电化学噪声行为,并针对电化学噪声数据进行统计分析,得到表征点蚀萌生和发展的特征图谱.结果 表明,电化学噪声技术可以有效监测X70钢的腐蚀过程,电流噪声幅值大小一定程度上反映了局部腐蚀萌生和发展过程.当X70钢处于阳极极化时,电化学噪声的能量密度谱(EDP)...     

管线钢在近中性pH值溶液中的应力腐蚀开裂

用电化学极化测试技术、慢应变速率拉伸试验研究了 管道钢(16Mn钢)在近中性pH值溶液中的应力腐蚀行为,并探讨了外加电位、CO2、温度等 因素的影响.结果表明,应力腐蚀开裂为氢脆型应力腐蚀开裂;随着阴极电位的增加SCC敏 感性增大,溶液中加入CO2后对应力腐蚀有着明显的促进作用.     

pH值对高氮钢在NaCl溶液中腐蚀行为的影响

利用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和电流-时间响应曲线对高氮钢在不同pH值NaCl溶液中的电化学行为进行了研究。结果表明,高氮钢在酸性NaCl溶液中处于非稳定状态,出现3个自腐蚀电位,在碱性NaCl中发生阳极钝化,腐蚀速率随溶液pH值的增加而降低;在阳极极化条件下,高氮钢在中性NaCl溶液中生成的膜疏松多孔,对基体的保护性较差;而酸性和碱性NaCl溶液中,生成的钝化膜比中性NaCl中的致密。H+和OH-参与了钝化膜的成膜过程。     

SRB对X70钢及其焊缝在近中性pH溶液中SCC行为的影响北大核心CSCD

采用动电位极化技术、慢应变速率拉伸试验和扫描电镜观察研究了有、无硫酸盐还原菌(SRB)情况下X70管线钢及焊缝在近中性p H溶液(NS4)中的应力腐蚀行为。电化学实验结果表明:X70管线钢母材和焊缝在NS4溶液中的极化曲线都表现出典型的活性溶解特征,且有菌介质中管线钢表面能生成一层具有保护性的生物膜。SSRT曲线和SEM结果表明:在无菌NS4溶液中,X70钢母材和焊缝的SCC机理为氢致开裂机理。在有SRB的NS4溶液中,由于SRB生命代谢释放大量代谢产物H2S,促进H原子进入管线钢,将破坏其基体的连续性,从而导致氢损伤,使X70钢母材和焊缝的SCC敏感性都大于其在无菌介质中,其开裂机理表现为硫化物应力开裂和氢致开裂共同作用。在有菌和无菌介质中,焊缝的应力腐蚀敏感性均高于母材,这是由于焊缝处组织不均匀、存在残余应力造成的。     

CT80连续油管焊接接头的电化学腐蚀行为研究

采用光学显微镜观察了CT80连续油管焊接接头母材、热影响区(HAZ)和焊缝的显微组织;采用动电位极化技术和电化学阻抗谱测试方法研究了焊接接头各区域在3.5%Na Cl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:CT80连续油管母材的显微组织为细小的铁素体+珠光体;焊缝的显微组织不均匀,焊缝中心晶粒细小,两侧晶粒粗大;热影响区的显微组织为魏氏体组织。在3.5%NaCl溶液中,CT80连续油管焊接接头各区域的热力学稳定性顺序依次为HAZ母材焊缝;HAZ区的极化电阻最大,腐蚀速率最小,耐蚀性最好;焊缝的极化电阻最小,腐蚀速率最大,耐蚀性最差;CT80连续油管焊接接头各区域耐蚀性的顺序依次为HAZ母材焊缝。     

SRB对X70钢及其焊缝在近中性pH溶液中SCC行为的影响

采用动电位极化技术、慢应变速率拉伸试验和扫描电镜观察研究了有、无硫酸盐还原菌(SRB)情况下X70管线钢及焊缝在近中性p H溶液(NS4)中的应力腐蚀行为。电化学实验结果表明:X70管线钢母材和焊缝在NS4溶液中的极化曲线都表现出典型的活性溶解特征,且有菌介质中管线钢表面能生成一层具有保护性的生物膜。SSRT曲线和SEM结果表明:在无菌NS4溶液中,X70钢母材和焊缝的SCC机理为氢致开裂机理。在有SRB的NS4溶液中,由于SRB生命代谢释放大量代谢产物H2S,促进H原子进入管线钢,将破坏其基体的连续性,从而导致氢损伤,使X70钢母材和焊缝的SCC敏感性都大于其在无菌介质中,其开裂机理表现为硫化物应力开裂和氢致开裂共同作用。在有菌和无菌介质中,焊缝的应力腐蚀敏感性均高于母材,这是由于焊缝处组织不均匀、存在残余应力造成的。     

温度对X90管线钢及其焊缝电化学腐蚀行为的影响

采用光学显微镜(OM)和电化学测试等方法研究了X90管线钢及其焊缝的显微组织和在不同温度近中性模拟土壤溶液中电化学腐蚀行为,分析了温度对其电化学腐蚀行为的影响。结果表明:X90管线钢母材的显微组织为粒状贝氏体和少量多边形铁素体,焊缝的显微组织为针状铁素体和少量粒状贝氏体;随着测试温度的升高,母材和焊缝的开路电位向负方向移动,材料的热力学稳定性下降,腐蚀倾向增加;母材和焊缝的极化曲线具有阳极溶解特征,无明显的钝化区,随着测试温度的升高,母材和焊缝的腐蚀电流密度增大,极化电阻减小,耐蚀性下降;在相同测试温度下,焊缝的腐蚀速率大于母材的,说明焊缝的耐蚀性较差;在测试环境中,X90管线钢的腐蚀过程主要受阴极扩散控制。     

AF1410钢电子束焊接接头的腐蚀行为

针对AF1410钢电子束焊接接头,分析焊缝区、热影响区、母材区的微观组织,测试并研究各微区的电化学性能以及接头在3.5%（质量分数）NaCl溶液中的腐蚀行为。研究表明:焊缝区、热影响区、母材区的微观组织及电化学性能互相之间均存在明显差异,热影响区的自腐蚀电位最低,母材区的自腐蚀电位最高;未经热处理的AF1410钢电子束焊接接头热影响区最容易发生腐蚀,腐蚀以热影响区为中心向焊缝区和近缝母材扩展;适宜的热处理可提高AF1410钢电子束焊接接头的耐腐蚀性能。     

电化学充氢条件下X70管线钢及其焊缝的氢致开裂行为

采用电化学充氢的方法研究了X70管线钢在不同浓度硫酸溶液中的氢致开裂(HIC)行为．结果表明,增大充氢电流密度、延长充氢时间以及降低充氢溶液的pH值能够促进氢进入X70钢基体．微观观察表明,X70钢中的非金属夹杂物如氮化物和氧化物等对其氢致开裂行为有不同的影响,氮化物夹杂并不是充氢裂纹的必然形核位置,而Mg,Al,Ca等的氧化物是更为有害的氢致裂纹源．通过氢渗透实验测得室温下氢在X70钢中的有效扩散系数为3．34×10-9cm2／s．对XT0管线钢基体及焊缝试样电化学预充氢后拉伸,焊缝试样的拉伸塑性较差,各项塑性指标在充氢前、后均低于X70钢基体材料．     

X70管线钢近中性环境氢致开裂与阳极溶解的关系

采用慢速率拉伸试验(SSRT)方法及电化学测量技术,研究了阴极电位下X70钢在某种近中性介质中的应力腐蚀开裂(SCC)机理.试验表明,在近中性介质中,随着电位的降低,管线钢的SCC敏感性增强.但当电位低于某一范围后,SCC敏感性减弱;随着溶液pH值的降低,管线钢的腐蚀速率增大,敏感电位区间负移.分析表明,在近中性介质中,管线钢应力腐蚀开裂主要受阳极溶解和氢致开裂两种机理的联合作用,氢的渗入可能与氢的还原过程及管线钢阳极溶解密切相关.适宜的电位可以使阳极溶解和氢的联合作用增强.增强应力腐蚀开裂倾向.     

X80管线钢埋弧焊焊接接头的组织和腐蚀性能

采用H08MnMoA焊丝埋弧焊焊接X80管线钢.利用扫描电镜分析焊接接头微观组织;采用动电位极化和电化学阻抗法研究了X80管线钢其焊接接头在0.5 mol/LNaHCO3+0.02 mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明,在0.5 mol/L NaHCO3+0.02mol/L NaCl溶液中,由于显微组织上的差...     

X80钢及其焊缝组织在酸性土壤中的电化学行为

通过动电位扫描和电化学阻抗技术,研究了X80钢在酸性腐蚀介质中的腐蚀过程。并用CHI电化学工作站和Zsimpwin软件对试验结果进行了拟合。结果表明,X80管线钢及焊接接头在鹰潭土壤模拟溶液中的极化曲线都具有活性溶解特征,焊缝的耐蚀性大于母材。这是由于焊缝经过焊接热作用后,掺入了某些耐腐蚀的合金元素,使焊缝的耐蚀性增强。     

Corrosion of Welded X100 Pipeline Steel in a Near-Neutral pH Solution

In this work, electrochemical corrosion behavior of a welded X100 pipeline steel was studied in a near-neutral pH solution by electrochemical scanning vibrating electrode technique combined with metallographic and scanning electron microscopy/energy dispersive x-ray analysis. Results demonstrated that a softening phenomenon occurs around the weld, and there is the high micro-hardness in base steel adjacent to weld. In particular, there is the highest micro-hardness in base steel containing acicular ferrite and bainite. Therefore, welding and the associated post-treatment on X100 steel alter dramatically the microstructure and mechanical property around weld, resulting in an enhanced micro-hardness in base steel. There are high and low local dissolution current densities at base steel and the welded zones, respectively. The difference between the maximum and minimum dissolution current densities decreases with time, and the distribution of dissolution current density tends to be uniform. Hydrogen-charging changes the local dissolution activity of the welded steel. Different from the hydrogen-free steel, there is the highest dissolution current density at heat-affected zone. It is reasonable to assume that the charged hydrogen would accumulate at heat-affected zone, and the synergism of hydrogen and local stress results in a high anodic dissolution rate.     

Micro-electrochemical characterization of corrosion of welded X70 pipeline steel in near-neutral pH solution

The local corrosion behavior of welded X70 pipeline steel in near-neutral pH solution was studied by micro-electrochemical measurements, including scanning vibrating electrode and local electrochemical impedance spectroscopy. The microstructure of the welded steel was observed by optical microscopy and scanning electron microscopy. It is demonstrated that the microstructure of weld metal consists of acicular ferrite and grain boundary ferrite, while that of heat-affected zone is a mixture of acicular ferrite, bainitic ferrite and a few martensite/austenite microconstituents. The microstructure of base steel is typically ferrite and pearlite. Electrochemical corrosion mechanism of welded X70 steel does not experience change upon hydrogen-charging, or stressing, or both. Hydrogen-charging is capable of enhancing the local anodic dissolution of the steel. The resistance of corrosion product layer decreases with hydrogen-charging, and heat-affected zone has the largest dissolution current upon hydrogen-charging. The increase of applied stress enhanced the anodic dissolution of welded X70 steel, especially the heat-affected zone, in near-neutral pH solution. Maximum current is observed in heat-affected zone, and increases with the increase of applied stresses. The total synergistic effect of hydrogen-charging (10 mA/cm²) and applied stress (550 MPa) on anodic dissolution of welded X70 steel in near-neutral pH solution is determined to be within the range of 5.7 and 6.5, with a maximum value encountering in heat-affected zone.     

X80钢在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀行为

目的揭示X80钢在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀行为与规律。方法采用失重实验和电化学测试分析腐蚀速率与阴阳极电化学过程的变化规律,利用金相分析观察母材和焊缝的组织特征,通过SEM、EDS、XRD等微观分析手段观察腐蚀产物形貌、元素含量与物相组成,从而研究干湿交替与水饱和土壤环境对X80钢腐蚀行为的影响。结果 X80钢在干湿交替环境下的腐蚀速率是水饱和下的2～3倍,其在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀产物物相均由Fe3O4、FeOOH、FeS所构成。X80钢在干湿交替环境下,表面的腐蚀产物膜出现大量凹坑与裂隙,使O2在试样表面分布不均,形成氧浓差电池,并且该凹坑与裂隙有利于腐蚀性离子进入,加剧局部腐蚀。在同一环境下,由于焊接接头各区域组织差异引起的微电偶腐蚀,X80钢焊缝的腐蚀速率明显高于母材。结论干湿交替环境与土壤中大量存在的Cl-显著加速了X80钢母材及焊缝的局部腐蚀,且X80焊缝耐蚀性明显低于母材,其腐蚀机理均为氧浓差电池和局部腐蚀自催化效应共同作用,腐蚀形态也由以全面腐蚀为主(水饱和环境)转变为以点蚀+溃疡状腐蚀为主(干湿交替环境)。     

X80管线钢在近中性pH溶液中腐蚀行为研究

目的研究X80管线钢在近中性p H溶液中的腐蚀与应力腐蚀裂纹萌生行为。方法采用电化学实验和浸泡实验研究X80管线钢在近中性p H溶液中的腐蚀行为,采用慢应变速率拉伸实验研究X80管线钢在近中性p H溶液中,在自腐蚀电位和外加电位下的应力腐蚀裂纹萌生行为。结果 X80管线钢在近中性p H溶液中的极化曲线只有活化区,没有钝化区,其自腐蚀电位约为-750 m V,浸泡195天后,试样表面没有氧化膜出现,但是观察到点蚀坑。在自腐蚀电位下,X80管线钢试验表面有大量的应力腐蚀裂纹;在-500 m V阳极外加电位下,X80管线钢试验表面几乎没有观察到应力腐蚀裂纹;在-850 m V阴极外加电位下,X80管线钢试验表面的应力腐蚀裂纹很少,但是随着外加阴极电位负移到-1300 m V时,X80管线钢试验表面的应力腐蚀裂纹增多。结论 X80管线钢在近中性p H溶液中发生均匀腐蚀,但是夹杂物剥落能在X80管线钢表面形成点蚀坑。在近中性p H溶液中,在自腐蚀电位下,X80管线钢应力腐蚀裂纹萌生敏感性最强;外加阴极电位抑制应力腐蚀裂纹萌生,但是随着外加阴极电位的负移,应力腐蚀裂纹萌生敏感性增强;外加阳极电位下,由于均匀腐蚀的作用,应力腐蚀裂纹萌生敏感性较弱。     

3Cr低合金钢焊接接头腐蚀膜对基体的保护作用

利用扫描电镜分析3Cr低合金管线钢高频电阻焊接头微观组织,采用高温高压反应釜和电化学阻抗测试技术对焊接接头的CO₂腐蚀行为进行研究. 3Cr低合金钢高频电阻焊焊缝和母材的化学成分一致,组织均为铁素体+珠光体,且焊缝组织更加细小、均匀. 失重试验结果表明,焊接接头的腐蚀速率比母材小0.28 mm/年. 电化学阻抗测试结果表明,浸泡时间48和168 h后,焊缝表面腐蚀膜电阻均大于母材,焊缝腐蚀膜对基体的保护性均好于母材. 这是由于焊缝组织分布均匀细小,表面腐蚀膜均比母材均匀和致密. 浸泡48 h时焊缝表面为双层膜结构,母材为单层膜;浸泡168 h时焊缝和母材表面均为单层膜结构.     

水下摩擦螺柱焊接头在饱和CO2中的电化学性能

以X65钢为焊接基板,16Mn钢为螺柱,利用摩擦螺柱焊(FSW)技术获得水下FSW接头,研究了接头和X65钢在通入饱和CO₂的NaCl溶液中的电化学腐蚀性能。利用光学显微镜观察试样的宏观和微观金相,利用SEM观测FSW接头腐蚀8 h后的腐蚀形貌,并结合XRD和EDS分析接头腐蚀产物的成分和元素。结果表明:FSW接头整体的开路电位更正、阻抗更大、腐蚀电流密度更小,说明FSW接头的耐腐蚀性整体比X65管线钢要好;FSW接头各个区域中,焊缝区和塞棒区腐蚀较轻,而上热影响区、下热影响区和母材区腐蚀较严重;FSW接头试样在饱和CO2的NaCl溶液中的腐蚀产物为Fe₂O₃。     

焊缝为镍基合金的管线钢焊接接头应力腐蚀性能

用镍基合金Arc625焊材,采用钨极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding, TIG)方法焊接X65管线钢. 针对该类焊接接头,通过显微组织观察、电化学测试、氢渗透试验、四点弯曲以及能谱分析研究其H2S应力腐蚀开裂(sulfide stress corrosion cracking, SSCC)行为. 结果表明,该类焊接接头熔合线处有硬脆碳化物聚集,焊缝与热影响区间电化学腐蚀性能差异较大,焊缝的自腐蚀电流密度比热影响区小一个数量级,该类焊接接头整体抗氢渗透能力较强,SSCC试验后试样在熔合线处出现了裂纹,该裂纹由阳极溶解和氢渗透的双重作用所致. 熔合线处 C元素的聚集和Ni,Cr元素的偏析对焊接接头SSCC性能影响较大.     

低碳钢焊接接头氢渗透与氢损伤行为分析

对退火态低碳钢焊接接头进行了电解充氢,得到了接头不同位置产生氢损伤的微观组织,用电化学方法测量了焊后接头不同位置的氢渗透曲线,计算了接头不同位置的扩散系数、稳态平均氢浓度和扩散氢含量,解释了低碳钢焊接接头的不同位置充氢产生氢气泡、氢鼓泡及氢致裂纹数目差异的机理.结果表明,母材处表征扩散系数远小于焊缝处,平均氢浓度远大于焊缝处,导致母材处的氢渗透与损伤行为较明显,表面溢出氢气泡和近表面产生的氢鼓泡数目远多于焊缝处,然而焊缝处由于塑韧性较母材差,焊接残余应力较大,产生较多氢致裂纹,多位于氢浓度较大的近表面,内部由于拘束较大而产生少数细长裂纹.