湿H_2S及Cl~-环境下FV520B不锈钢的应力腐蚀行为研究

采用慢应变速率拉伸试验研究了FV520B马氏体沉淀硬化不锈钢在湿H_2S、NaCl及湿H_2S+NaCl腐蚀环境下的应力腐蚀开裂敏感性,并讨论了介质浓度对应力腐蚀行为影响。结果表明:FV520B钢在湿H_2S+NaCl环境中的应力腐蚀敏感性最大,随H_2S浓度升高,FV520B钢抗拉强度和断后延伸率降低,应力腐蚀敏感性增大。FV520B钢在湿H_2S+NaCl腐蚀环境的恒位移加载应力腐蚀试验表明:湿H_2S+NaCl腐蚀介质能够显著降低FV520B钢的断裂韧性,随H_2S浓度升高,应力腐蚀临界应力强度因子KISCC减小;试样断口形貌分析表明,在湿H_2S+NaCl腐蚀介质中SCC试样断口呈准解理形貌,为氢脆型应力腐蚀开裂,Cl-具有一定的诱导促进作用。     

慢应变拉伸速率和H_2S,Cl~-及H~+浓度对08Cr2AlMo钢应力腐蚀开裂的影响

通过慢应变速率拉伸、均匀设计和扫描电镜等方法,研究了慢应变拉伸速率和H2S,Cl-及H+浓度对08Cr2AlMo钢应力腐蚀开裂敏感性的影响。研究表明,随着拉伸应变速率的减小,08Cr2AlMo钢在饱和H2S溶液中的应力腐蚀敏感性基本呈单调增加的趋势,拉伸速率为5.67×10-6s-1时试样已发生应力腐蚀开裂。H2S,Cl-及H+浓度对08Cr2AlMo钢的应力腐蚀开裂敏感性具有重要影响作用,影响因素两两之间存在协同作用。在饱和H2S溶液中,杂质离子Cl-和H+对08Cr2AlMo钢的应力腐蚀开裂具有促进作用。     

08Cr2A1Mo钢在湿H2S环境中的应力腐蚀试验研究

运用均匀设计方法,通过改变H2S浓度、Cl^-浓度、pH值和温度等溶液介质参数,对换热器管束用钢08Cr2A1Mo在湿H2S环境中进行慢应变速率拉伸应力腐蚀试验。研究了各参数对08Cr2A1Mo钢应力腐蚀开裂的影响规律,通过扫描电镜分析试样断口的微观形貌,确定其应力腐蚀敏感性,并根据试验结果计算在各试验环境下的应力腐蚀敏感性指数,运用回归分析软件,建立了08Cr2A1Mo钢应力腐蚀敏感指数与试验介质参数之间关系的交互型数学模型。     

CO2和H2S对FV520B不锈钢在NaCl溶液中电化学腐蚀行为的影响

采用动电位极化和电化学阻抗谱研究了FV520B不锈钢在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液以及在分别通入CO_2、H_2S、CO_2+H_2S气体的3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:在3.5%NaCl溶液中通入CO_2或H_2S时,试验钢的开路电位负移,极化电阻减小,耐腐蚀性能变差;试验钢在4种腐蚀介质中的极化曲线均呈阳极溶解特征,在3.5%NaCl和通入CO_2的3.5%NaCl溶液中,腐蚀受阳极过程控制,在通入H_2S的3.5%NaCl溶液中,腐蚀受阴极过程控制,而在同时通入CO_2和H_2S的3.5%NaCl溶液中,腐蚀受阴极和阳极过程共同控制。     

FV520B钢在湿H_2S+Cl~-环境中的腐蚀疲劳性能

针对离心压缩机叶轮叶片疲劳寿命研究的需要,考虑到服役环境对疲劳寿命的影响,开展叶轮典型材料FV520B钢在湿H_2S+Cl~-环境中的腐蚀疲劳试验研究,结合断口形貌观察分析其疲劳失效机理,建立疲劳寿命预测模型。结果表明,FV520B钢在湿H_2S+Cl~-环境中的疲劳性能相较于大气环境大幅下降,并随着环境中H_2S浓度升高而下降;随着应力幅值降低,介质中的H_2S对疲劳性能的影响逐渐显现并随应力幅值降低而增大。疲劳断口形貌观察表明,试样表面存在点蚀坑,疲劳裂纹在点蚀坑处萌生并扩展。最后,在点蚀演化寿命预测模型的基础上,结合氢对疲劳演化过程的影响,建立考虑应力及腐蚀介质共同作用的疲劳寿命预测模型,预测结果与试验数据吻合较好。该模型可为湿H_2S+Cl~-环境下材料的疲劳寿命预测提供基础支持。     

304不锈钢在连多硫酸中的应力腐蚀研究

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)、扫描电镜断口分析以及金相显微组织分析等方法对304不锈钢连多硫酸应力腐蚀开裂(PSCC)行为进行了研究。研究结果表明,固溶态和敏化态304不锈钢都具有PSCC敏感性,并且随着连多硫酸浓度的增加,PSCC敏感性也随之增大;304不锈钢在连多硫酸中的应力腐蚀开裂属于沿晶开裂机制;敏化处理及Cl-的加入均会提高304不锈钢PSCC敏感性。     

用小冲杆试验法评估304L不锈钢的应力腐蚀敏感性

利用小冲杆试验对304L不锈钢进行了应力腐蚀敏感性评估,研究了加载速度和腐蚀介质对评估结果的影响,并对小冲杆试样的断口形貌和显微组织进行了分析。结果表明:最适合304L不锈钢评估的小冲杆应力腐蚀试验介质为1.0mol.L-1 NaCl+0.5mol.L-1 HCl混合溶液,加载速度为3×10-3 mm.min-1;在以上介质中,304L不锈钢小冲杆试样断口以穿晶解理断裂为主,部分为准解理断裂;小冲杆试验法是一种有效的应力腐蚀敏感性评估手段,且具有快速近乎无损等特点。     

奥氏体钢传热管在42%氯化镁溶液(沸)中的应力腐蚀试验

通过奥氏体不锈钢传热管在沸腾42%MgCl2溶液中应力腐蚀试验,预制出含有轴向表面裂纹的试件,考察了08X18H10T奥氏体不锈钢在含氯离子介质中的应力腐蚀敏感性。对试件进行宏、微观分析,结果表明,介质中同时含氯离子和O2是该钢种发生应力腐蚀破裂的必要条件,对于未穿透管壁的表面裂纹,在裂纹前沿未开裂区域会产生C和S的偏析,材料塑性下降。     

304奥氏体不锈钢在酸性氯离子溶液中应力腐蚀性能的研究

采用慢应变速率拉伸实验研究了304奥氏体不锈钢在60℃时,不同氢离子浓度的NaCl溶液中的应力腐蚀性能。实验结果表明,随着氢离子浓度的增大,304不锈钢的应力腐蚀敏感性增强,但是当氢离子浓度达到一定程度时,应力腐蚀敏感性显著下降,这是由于当氢离子浓度过大时,均匀腐蚀的作用优先于应力腐蚀作用成为主导。在这种阳极溶解型应力腐蚀开裂中,氢和应力的交互作用增加了304不锈钢在酸性氯离子溶液中的应力腐蚀敏感性。     

20钢在不同介质中的硫化物应力腐蚀开裂敏感性

采用慢应变速率试验(SSRT)研究了20钢在不同介质(分别含有不同组合的CH3COOH、NaCl和Na2S2O3混合溶液)中的应力腐蚀开裂行为,并探讨了pH、Cl-和S2O32-对该钢应力腐蚀开裂的影响。结果表明:CH3COOH、NaCl和Na2S2O3均对20钢的应力腐蚀开裂都起促进作用,三者之间还具有协同作用;该钢在10-3 mol·L-1 Na2S2O3+5%NaCl+0.5%CH3COOH溶液中的应力腐蚀开裂敏感性最强。     

30CrMoVTiAl钢的抗H_2S应力腐蚀性能

采用P—1500型应力腐蚀试验机对30CrMoVTiAl的抗H_2S应力腐蚀性能进行了研究.研究结果表明:30CrMoVTiAI的抗H_2S应力腐蚀性能良好,在5%NaCl+0.5%HAC+饱和H_2S水溶液中,向试样施加0.8σ_s的应力.其t_f>720小时.     

铁镍基合金925在含硫、H_2S和CO_2盐溶液中的腐蚀行为

在150℃含硫、H_2S和CO_2的盐溶液中,对铁镍基合金925分别进行了均匀腐蚀和四点弯梁应力腐蚀试验,分析了腐蚀后的形貌和腐蚀产物组成,研究了腐蚀反应机理。结果表明:均匀腐蚀试验360h后,铁镍基合金925表面有明显的局部腐蚀现象,计算所得的均匀腐蚀速率约0.37mm·a~(-1),腐蚀产物主要由铁、镍和硫组成,单质硫的加入是合金发生局部腐蚀的主要原因;应力腐蚀试验1 080h后,该合金没有出现应力腐蚀开裂,腐蚀产物含有大量氧元素,说明有较多的H_2O或OH~-参与了腐蚀反应。     

35CrMo钢在酸性H_2S环境中的应力腐蚀行为与机理

通过模拟油田井下低浓度H2S的工作环境,采用电化学技术研究35CrMo钢在不同pH的H2S溶液中的腐蚀行为,通过慢应变速率拉伸试验和U形弯试样浸泡试验研究35CrMo在不同pH和温度条件下的H2S介质中的应力腐蚀开裂行为与机理。结果表明,35CrMo钢在酸性H2S环境下SCC敏感性较高,随着介质的pH降低,35CrMo钢的应力腐蚀敏感性增加,腐蚀速率加快。pH降低能够较大地促进35CrMo钢阴极过程的进行,导致腐蚀速率和充氢电流密度均相应增大,从而导致局部阳极溶解作用和氢脆作用增大。在温度为15~90℃,35CrMo钢应力腐蚀敏感性不同,35℃和90℃条件下的应力腐蚀敏感性大。在酸性H2S环境下35CrMo钢的应力腐蚀机制是以氢脆为主,阳极溶解为辅的协同机制。     

酸性介质中双相不锈钢与铁素体不锈钢的应力腐蚀研究

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)、扫描电镜(SEM)断口分析以及金相显微组织分析等方法对TP405铁素体不锈钢及2205双相不锈钢在酸性介质中应力腐蚀开裂(PSCC)行为进行了研究.并评定铁素体不锈钢与双相不锈钢在酸性介质中应力腐蚀开裂的敏感性.为在酸性介质中选择容器用钢提供依据.结果表明,拉伸试样全部断裂在焊缝或热影响区.试样断口形貌呈准解理断裂和韧性断裂.2205双相不锈钢的应力腐蚀敏感性比TP405铁素体不锈钢低.     

30CrMo钢在H_2S和H_2O介质中的腐蚀行为研究

采用动电位极化技术和化学浸泡法研究30CrMo钢在H_2S和H_2O的腐蚀行为,并用扫描电镜(SEM)观察腐蚀表面形貌。结果表明:30CrMo钢在H_2S和H_2O的介质中会出现腐蚀。该钢在腐蚀初期的腐蚀速率较快,富集H_2S不仅促进初生蚀孔自身长大外,还会在蚀孔内壁形成核并产生新的腐蚀小孔。     

P110钢和TP110SS钢在含不同饱和气体NaCl溶液中的腐蚀行为

采用挂片浸泡试验和电化学试验研究了P110钢和TP110SS钢在分别含有饱和H_2S、CO_2以及H_2S+CO_2气体NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:两种试验钢在含饱和H_2S的NaCl溶液中的腐蚀最为严重,腐蚀产物主要为易脱落的铁硫化合物,其对金属基体的保护作用较弱;在含饱和CO_2的NaCl饱和溶液中的腐蚀速率最低,试验钢表面呈典型的"台地"和"癣状"腐蚀形貌,腐蚀产物主要为碳酸亚铁;在含饱和H_2S+CO_2的NaCl溶液中的腐蚀速率介于前两者之间,主要以H_2S腐蚀为主,腐蚀产物疏松、不致密,试验钢表面的局部腐蚀形貌显著;试验钢在含3种饱和气体NaCl溶液中的腐蚀反应均属于典型的阳极溶解型。     

氢和应力对304不锈钢在酸性氯离子溶液中活化溶解的影响

采用衡载荷和电化学试验研究了304奥氏体不锈钢在60℃时,不同加载应力下的阳极溶解电流密度变化。试验结果表明,随着加载应力的增大,304不锈钢在腐蚀溶液中的阳极溶解活性区间向负方向移动,应力的增大加速了材料的腐蚀,塑性变形使材料阳极溶解电流密度显著增大。根据热力学和电化学理论分析了氢和加载应力对阳极溶解电流密度的影响,所得计算结果与试验结果较好吻合。     

油气集输管道内涂层在H_2S/CO_2环境中的性能评价

通过无溶剂环氧涂层、环氧黑陶瓷涂层等2种涂层在高温高压H_2S/CO_2腐蚀环境前后的性能对比试验,评价涂层在塔河典型工况下的适应性。结果表明,在H_2S主导和H_2S-CO_2共存腐蚀条件下,无溶剂环氧涂层试样表面颜色变化明显,表面有明显腐蚀产物,涂层与金属基体存在间隙,说明在这2种条件下使用无溶剂环氧涂层存在失效风险。在H_2S主导、H_2S-CO_2共存和CO_2主导等3种腐蚀试验条件下,环氧黑陶瓷涂层未出现颜色变化,电化学阻抗和抗阴极剥离性能均较好,说明环氧黑陶瓷涂层可以适应试验条件模拟的工况环境。在相同腐蚀条件下,环氧黑陶瓷涂层电化学阻抗和抗阴极剥离性能均优于无溶剂环氧涂层。     

WEL-TEN610CF钢应力腐蚀行为及防腐研究

通过对WEL-TEN610CF钢母材和焊缝材料在不同H2S浓度环境中的应力腐蚀敏感性试验和分析，提出了只有H2S含量小于20ppm才能不发生应力腐蚀开裂的论点。浓度升高敏感性增加，小于50ppm母材不敏感。未经热处理的焊缝及热影响区裂纹扩展平台速率4倍于热处理的，并对防止应力腐蚀开裂及高强钢订货提供了意见。     

焊接参数对不锈钢件残余应力的影响

主要探讨焊接过程中脉冲参数与氮气含量对奥氏体不锈钢焊件残余应力的影响。试验选用304与310两种奥氏体不锈钢,焊接方法采用钨极惰性气体保护电弧焊,采用盲孔法测量不锈钢焊件残余应力值。试验结果表明,较高的脉冲频率、较小的脉冲间距、较高的振幅比及较高的持续时间比等脉冲参数均可降低奥氏体不锈钢焊件残余应力值。此外,少量添加氮气将会提高焊接热输入量,会造成不锈钢焊件残余应力值的增加。通过试验比对发现,在同一焊接参数条件下,310不锈钢比304不锈钢有较大的残余应力。