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。     

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。     

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.     

外加电位对X80管线钢在轮南土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)实验、SEM观察和动电位极化曲线测量等方法,研究了外加电位对X80管线钢母材及焊缝在轮南土壤模拟溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明,X80钢母材及焊缝在轮南土壤模拟溶液中均具有一定的应力腐蚀敏感性。在同一外加电位下,X80钢焊缝的SCC敏感性高于母材的;X80钢SCC敏感性及开裂机理受外加电位影响显著,在-500 mV外加阳极电位下,X80钢的SCC机理为裂尖阳极溶解-膜破裂机制,在-800 mV阴极电位以下(-850,-1000和-1500 mV),氢脆作用在SCC过程中的影响明显增强,阴极析氢反应促进了钢的氢致开裂,导致X80钢SCC敏感性显著增加。     

外加电位对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率拉仲试验(SSRT)研究了不同外加电位下X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,并用扫描电镜分析了不同电位下的断面形貌.结果表明,X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中具有SCC敏感性;在Ecorr附近施加弱极化时,应力腐蚀开裂敏感性增加;施加强阳极电位时,发生强烈阳极溶解,导致阳极溶解断裂;施加强阴极电位时,析氢过程加强,导致氢致应力腐蚀断裂.     

硫酸盐还原菌对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响北大核心CSCD

利用动电位极化技术、慢应变速率拉伸试验(SSRT)以及扫描电镜(SEM)等方法研究了大港土壤环境中硫酸盐还原菌(SRB)对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响及作用机理。结果表明:与无菌条件下相比,大港土壤模拟溶液中SRB的存在促进了X80管线钢的阳极溶解过程,诱发了金属的点蚀行为,增大了应力腐蚀开裂的机率。大港溶液中SRB数量越多,试样的点蚀电位越低,X80钢的应力腐蚀敏感性越大。当SRB生长4 d时,其菌量最大,此时试样断口形貌仍表现为韧性断裂特征;在SRB不同生长阶段下大港土壤模拟溶液中X80管线钢的应力腐蚀开裂机理为阳极溶解机制。     

SRB对X100管线钢在西北盐渍土壤中应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉神(SSRT)实验和SEM研究了SRB对X100管线钢在典型的西北盐渍土壤(库尔勒土壤模拟溶液)中应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明,X100管线钢母材和焊缝在无菌的库尔勒土壤模拟溶液中具有较高的SCC敏感性,其断口模式为穿晶+沿晶SCC混合断裂;X100管线钢母材和焊缝在含有SRB的库尔勒土壤模拟溶液中的SCC敏感性低于无菌时的,其断口模式为穿晶SCC断裂,说明SRB的存在抑制了X100管线钢的脆变,致使X100管线钢的SCC敏感性降低,这可能是由于SRB能在X100管线钢表面快速繁殖并形成生物膜,该生物膜随时间的增加会不断的堆积并变得致密,一定程度上阻隔了活性阴离子Cl-进入X100管线钢基体表面,致使X100管线钢的SCC敏感性减小。     

SRB对X100管线钢在西北盐渍土壤中应力腐蚀开裂行为的影响北大核心CSCD

采用慢应变速率拉神(SSRT)实验和SEM研究了SRB对X100管线钢在典型的西北盐渍土壤(库尔勒土壤模拟溶液)中应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明,X100管线钢母材和焊缝在无菌的库尔勒土壤模拟溶液中具有较高的SCC敏感性,其断口模式为穿晶+沿晶SCC混合断裂;X100管线钢母材和焊缝在含有SRB的库尔勒土壤模拟溶液中的SCC敏感性低于无菌时的,其断口模式为穿晶SCC断裂,说明SRB的存在抑制了X100管线钢的脆变,致使X100管线钢的SCC敏感性降低,这可能是由于SRB能在X100管线钢表面快速繁殖并形成生物膜,该生物膜随时间的增加会不断的堆积并变得致密,一定程度上阻隔了活性阴离子Cl-进入X100管线钢基体表面,致使X100管线钢的SCC敏感性减小。     

硫酸盐还原菌对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响

利用动电位极化技术、慢应变速率拉伸试验(SSRT)以及扫描电镜(SEM)等方法研究了大港土壤环境中硫酸盐还原菌(SRB)对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响及作用机理。结果表明:与无菌条件下相比,大港土壤模拟溶液中SRB的存在促进了X80管线钢的阳极溶解过程,诱发了金属的点蚀行为,增大了应力腐蚀开裂的机率。大港溶液中SRB数量越多,试样的点蚀电位越低,X80钢的应力腐蚀敏感性越大。当SRB生长4 d时,其菌量最大,此时试样断口形貌仍表现为韧性断裂特征;在SRB不同生长阶段下大港土壤模拟溶液中X80管线钢的应力腐蚀开裂机理为阳极溶解机制。     

静水压力对X70钢在海洋环境中腐蚀行为影响研究

利用高温高压反应釜,采用失重、电化学实验和慢应变拉伸方法,结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量散射X射线谱(EDS)等手段研究了0～3 MPa静水压力对X70钢在模拟海洋环境中的腐蚀行为的影响。结果表明:静水压力在0～2 MPa范围内,X70钢的腐蚀形态表现为局部腐蚀,腐蚀产物主要成分为FeOOH。静水压力为3 MPa时,腐蚀形态倾向于均匀腐蚀,腐蚀产物除FeOOH外,还出现少量的Fe_3O_4。随着静水压力的增加,X70钢的腐蚀速率先增加后减小,在2 MPa时达到最大。静水压力在0～2 MPa范围内,X70钢SCC敏感性随着压力增加而增加;继续增加到3 MPa时,SCC敏感性有降低的趋势。X70钢在模拟海洋环境溶液中应力腐蚀开裂敏感性取决于金属表面点蚀的状况,而不一定正相关于静水压力。随静水压力的增加,X70钢表面的阳极溶解被促进,同时也促进更多的氢原子进入钢中,其应力腐蚀开裂机制是由阳极溶解和氢致开裂共同控制的混合机制。     

X70管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂行为

目的油气管输中X70钢的应力腐蚀开裂问题日趋严重,而且土壤环境中微生物腐蚀现象备受关注,因此拟通过实验室模拟土壤环境下X70管线钢的腐蚀,获得高强度管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂规律。方法采用自制的应力电化学测试装置,通过慢应变速率拉伸试验(SSRT)对材料的应力腐蚀敏感性进行分析,利用交流阻抗以及扫描电镜(SEM)对断口形貌以及生物膜的成分进行研究。结果当应变速率为5×10~(-7)s~(-1)时,无菌模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性远大于含SRB模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性,SRB的存在对X70管线钢应力腐蚀起到很大程度的促进作用。当应变速率为1×10~(-6)s~(-1)时,SRB对于X70管线钢应力腐蚀敏感性的影响较小,断裂主要由力学因素主导,SRB起辅助作用。结论 X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中具有一定的应力腐蚀敏感性。SRB对于X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中的应力腐蚀起到一定程度的促进作用。     

pH值对X70钢在海泥模拟溶液中微生物腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗技术研究了不同pH值对X70钢在含硫酸盐还原菌(SRB)的南海海泥模拟溶液中电化学行为的影响,分析了X70钢表面发生的电化学反应。结果表明,溶液的pH值能影响SRB的生长,进而影响X70钢在南海海泥模拟溶液中的腐蚀行为。SRB在pH值为8条件下生长情况最好,在pH值为6条件下次之,在pH值为10条件下最差。pH值为8时,SRB生长期分为3个阶段:对数增长期、稳定生长期和衰亡期;pH值为6和10时,SRB生长期分为两个阶段:对数增长期和衰亡期。在对数增长期,SRB数量较少,微生物腐蚀作用较弱,X70钢的Ecorr较高,但当SRB数量增多后,微生物腐蚀作用增强,生物膜疏松且易脱落,导致局部腐蚀现象严重,Ecorr逐渐降低,金属腐蚀热力学倾向增大。在pH值为8条件下,微生物腐蚀作用最强,金属腐蚀速率最快;在pH值为10条件下,金属表面易形成钝化膜,且微生物腐蚀作用较弱,腐蚀速率最慢。     

X70管线钢在不同温度近中性pH溶液中的应力腐蚀破裂行为

采用慢应变速率实验(SSRT)研究了不同温度和电位下X70管线钢在近中性pH溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)行为．结果表明，不同温度下，X70管线钢在近中性pH溶液中的开裂方式都是穿晶型的，具有准解理特征，并且随着外加阴极电位的降低，SCC敏感性增加，氢致开裂占主导．随温度的下降，溶液pH值略有降低，SCC敏感性增加。     

X70钢焊接接头在近中性溶液中应力腐蚀行为研究

采用慢应变速率试验(SSRT)、扫描电镜以及电化学测量技术研究了X70管线钢焊接接头在近中性模拟土壤溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明,断口和柱面SCC裂纹均发生在热影响区(HAZ)。在试验溶液中,随着外加极化电位降低管线钢SCC敏感性增强,电位负移到一定电位值后,SCC敏感性减弱;随着溶液pH值降低,腐蚀速率增大,敏感电位区间负移。施加阴极电位时,在试样断口观察到明显的准解理脆断特征,断口和柱面有穿晶SCC裂纹。分析了焊接接头试样HAZ的SCC机理,在试验介质中,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,适当的电位可以使阳极溶解和氢致开裂的联合作用达到最大,从而造成较严重的应力腐蚀开裂。     

阴极极化下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀行为研究

采用电化学阻抗和慢应变速率方法,结合扫描电子显微镜,研究了不同阴极极化电位下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为。结果表明：鹰潭土壤模拟溶液中,X80钢/溶液界面处电荷转移电阻随阴极极化程度增加先升后降。在自腐蚀电位条件下开裂机理为阳极溶解,当外加电位为-1000 mV (vs SCE),应力腐蚀敏感性最低,此电位为最佳保护电位;继续增大阴极极化程度,应力腐蚀敏感性增加,此时开裂机制为氢和应力协同作用下的氢致开裂。     

外加电位对316L不锈钢在硼酸溶液中应力腐蚀行为的影响

采用慢应变速率拉伸 (SSRT) 实验,结合不同扫描速率下的动电位极化曲线,对316L不锈钢在动电位极化曲线不同区下的应力腐蚀开裂 (SCC) 敏感性以及腐蚀机理进行了研究。通过断口的SEM形貌进一步分析了316L不锈钢在硼酸溶液中的应力腐蚀开裂机理。结果表明,在近中性硼酸溶液环境下,外加电位对应力腐蚀开裂敏感性具有一定影响;当外加电位处于钝化区和过钝化区时,其SCC机制是由阳极溶解控制,且随着电位的升高其SCC敏感性增大;外加电位为-600 mV时,开裂机制为氢致开裂,此时316L不锈钢有最大SCC敏感性。     

pH值对CLAM钢扩散连接接头应力腐蚀行为的影响

通过慢应变速率拉伸试验方法,研究了在室温下不同pH值的3.5 mass%NaCl溶液对CLAM钢扩散连接接头应力腐蚀开裂行为的影响。通过光学显微镜对试样的母材和接头处的微观组织进行了观察,并利用扫描电镜对试样断口形貌进行观察与分析,判断试样在不同pH值的3.5 mass%NaCl溶液中的应力腐蚀敏感性大小。通过观察宏观断口发现:无论在酸性、碱性或中性溶液中,试样均在母材部分断裂,且均出现了不同程度的颈缩现象。SSRT结果以及断口形貌分析结果表明:在室温下,CLAM钢在酸性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性较大,其应力腐蚀机理为氢致开裂型;在中性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性居中,其应力腐蚀机理为阳极溶解和氢致开裂共同作用;在碱性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性较小。     

温度对海洋平台用S355钢抗应力腐蚀的影响

采用慢应变速率实验(SSRT)研究了S355钢在3.5%Na Cl溶液中应力腐蚀破裂(SCC)行为,通过σ-ε曲线分析了不同温度下S355钢应力腐蚀开裂敏感性指数。采用SEM观察了断口及其孕育期、扩展区、瞬断区和腐蚀物形貌,并分析了腐蚀物化学成分。结果表明,随溶液温度升高,内积功应力腐蚀敏感性指数ISCC下降,在20~50℃范围内ISCC均小于25%,断口为韧性断口,S355钢在3.5%Na Cl溶液中没有明显的应力腐蚀倾向;随溶液温度升高,开裂源变小,而韧窝尺寸和氧化物体积变大,抗氢致开裂能力增强,说明S355钢具有较高的抗应力腐蚀性能。     

温度和外加电位对X70管线钢在土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用动电位扫描、慢应变拉伸（SSRT）和扫描电镜观察研究了温度和外加电位对X70管线钢在成都土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为的影响。结果表明,在不同温度和不同电位下,X70管线钢在土壤模拟溶液中表现出不同的应力腐蚀敏感性。在温度和外加电位的交互试验中,电位的变化对X70管线钢在成都土壤模拟溶液中的应力腐蚀敏感性的影响占主导地位,应力腐蚀敏感性在不同温度下的变化趋势保持一致。在－450 mV(vs SCE,下同)的阳极电位下,SCC的机理为阳极溶解;在－850 mV电位下,阴极保护作用抑制了阳极溶解;当电位负移至－1200 mV时,表现出较强的应力腐蚀敏感性,SCC机理以氢脆为主。温度对应力腐蚀敏感性的影响主要体现在对阴极极化电位的影响,但是各种因素综合在一起导致应力腐蚀敏感性随温度变化的复杂性。     

动态直流干扰和SRB共同作用下X80钢的腐蚀行为

目的 探究电气化铁路动态直流干扰和硫酸盐还原菌(SRB)及其协同作用对X80钢腐蚀行为的影响。方法 通过构建动态杂散电流室内模拟试验装置,对浸泡在灭菌和接菌(SRB)NS4溶液中的X80钢施加周期性阴极保护和方形脉冲动态杂散电流干扰。采用MPN计数法和活/死细胞染色方法分析了X80钢表面SRB的数量和活性,通过SEM、EDS、XPS和CLSM等表面分析技术,结合失重测试对灭菌和接菌环境下X80钢的腐蚀产物、腐蚀速率及腐蚀后形貌进行了表征。结果 动态直流干扰对溶液中SRB的生长未产生明显影响,但对SRB及生物膜在试样表面的附着产生较大影响。阴极保护会抑制SRB在X80钢表面的附着,通过抑制SRB的呼吸作用降低金属表面SRB活性,从而降低X80钢的微生物腐蚀。阳极干扰电流促进SRB在X80钢表面的附着,金属表面生物膜内的SRB活性增强。X80钢在灭菌环境下–400、0、500 mV试样的腐蚀速率分别为0.086 35、0.219 2、0.458 3 mm/a,分别为自然腐蚀速率的0.97、2.46、5.15倍。接菌环境下X80钢的腐蚀速率反而下降,但X80钢表面的最大点蚀坑深度明显增大。结论 在动态直流干扰下,X80钢的腐蚀速率大幅增加,单次短时直流干扰的累积对X80钢产生了十分严重的破坏。同时动态直流干扰通过促进X80钢表面SRB的活性,从而加速其微生物腐蚀,SRB生物膜在一定程度上减缓了X80钢的动态直流干扰腐蚀,但其与动态直流干扰共同作用加剧了X80钢表面的点蚀。