疲劳损伤对波纹管耐连多硫酸腐蚀性能的影响

针对催化裂化装置用波纹管使用中所面临的连多硫酸应力腐蚀问题,采用热态连多硫酸腐蚀模拟装置,试验研究了固溶态Incoloy825波纹管的耐连多硫酸应力腐蚀性能,并利用金相显微镜、SEM、EDX等手段分析了腐蚀波纹管的表面形貌和断口特征,探讨了设计疲劳寿命及累积疲劳损伤对波纹管连多硫酸应力腐蚀敏感性的影响规律。结果表明,在60℃的H2SxO6溶液中,设计疲劳寿命及累积疲劳损伤对固溶态Incoloy825波纹管的腐蚀敏感性影响显著。设计疲劳寿命越低、累积疲劳损伤越大,则越易形成应力腐蚀裂纹。     

热处理工艺对Inconel718合金组织、力学性能及耐蚀性能的影响

对高含H2S/CO2酸性油气田封隔器材料-Inconel718镍基合金进行固溶处理和时效处理,研究不同热处理工艺条件下合金的组织、力学性能、耐蚀性能之间的关系。结果表明:随着固溶温度的升高,δ相不断溶入基体。材料经时效处理后析出第二相γ″相,硬度和强度明显高于固溶处理的样品,1000℃固溶+720℃×8h→50℃/h620℃×8h时效处理的样品硬度和强度达到最大值。高温高压H2S/CO2介质中挂片实验的结果表明,不同热处理的Inconel718合金均具有良好的耐腐蚀性能,经固溶处理的材料耐腐蚀性略优于经固溶+时效处理的材料。高温高压H2S/CO2应力腐蚀实验的结果表明,Inconel718没有发生应力腐蚀开裂迹象。综合考虑耐蚀性能和力学性能,确定Inconel718合金的最佳热处理工艺为:1000℃固溶1h+720℃×8h→50℃/h620℃×8h时效。     

TC4ELI钛合金在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为研究

应力腐蚀是海洋装备用钛合金面临的主要威胁之一。为了给海洋装备的安全服役提供技术支撑，以海洋环境用TC4ELI钛合金为研究对象，根据恒位移WOL(楔形张开加载)试样测定K_ISCC的原理，系统开展了不同组织状态下TC4ELI钛合金在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为研究。用光学显微镜和扫描电镜观察了应力腐蚀试样断口形貌和裂纹扩展路径，用二次离子质谱仪分析了裂纹部位元素分布情况。结果表明：TC4ELI双态组织(α相与β相)板材的应力腐蚀门槛值K_ISCC为56.01 MPa·m^1/2,魏氏组织板材的应力腐蚀门槛值K_ISCC大于67.48 MPa·m^1/2,应力腐蚀试样断口主要由基体、疲劳预制区和撕裂区组成，双态组织试样疲劳预制区与撕裂区界面存在应力腐蚀区，裂纹尖端除主裂纹外还有部分次生裂纹出现；魏氏组织试样未发现明显应力腐蚀开裂特征，魏氏组织的抗应力腐蚀能力优于双态组织的。TC4ELI合金双态组织试样的应力腐蚀开裂以穿晶断裂为主，氢元素易于在裂纹尖端富集。     

三种常用不锈钢的耐局部腐蚀性能

研究了微量元素含量不同的1Cr18Ni9Ti、304、316L三种奥氏体不锈钢的耐局部腐蚀性能,包括晶间腐蚀、点蚀和应力腐蚀。结果表明,Ti元素的添加和较低的含C量都能改善抗晶间腐蚀性能;Cr和N含量最高的固溶态304不锈钢最耐点蚀;Ni含量最高的固溶态316L在42%沸腾氯化镁溶液中抗应力腐蚀性能最优。     

FN(Fe-Ni-Cr)合金耐腐蚀性能

本文以PN(Fe-Ni-Cr)合金为主要材料,并与Incoloy800合金及1Cr18Ni9Ti不锈钢作对比,进行了晶间腐蚀和高温应力腐蚀试验研究。指出PN(Fe-Ni-Cr)合金虽然含Ni量低于Incoloy800合金,但其耐腐蚀性能却优于或相当于Incoloy800合金,更远远优于1Cr18Ni 9Ti不锈钢。同时还借助一些微观检测手段分析探讨了FN(Fe-Ni-Cr)合金耐腐蚀机理。     

镍添加对粉末冶金Al94.5Cu4Mg1.5耐腐蚀性能的提升作用

通过常规粉末冶金工艺制备了Al_(94.5)Cu_4Mg_(1.5)Ni_x(x=0、2、4、6、8(%,质量分数))试样,研究了不同Ni含量试样在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。利用X射线衍射(XRD)技术分析了试样烧结后的物相组成,通过电化学实验和失重腐蚀实验分析得到了试样的腐蚀数据,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的腐蚀形貌,并通过能谱仪(EDS)进行了微区成分分析。研究结果表明:烧结反应进行良好,Ni在烧结过程中可与Al反应生成金属间化合物Al_3Ni_2,铝基体在3.5%NaCl溶液中发生点蚀腐蚀,Ni的加入能够提高铝基体的腐蚀电位,减小腐蚀电流,使得基体的腐蚀程度减轻,材料的耐腐蚀性能提高。     

铸态和挤压态 AZ31 镁合金在 3.5%的 NaCl 溶液中的腐蚀性能比较

目的研究铸态和挤压态AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能。方法采用光学显微镜和X射线衍射分析了铸态AZ31镁合金挤压前后的显微组织。利用静态浸泡失重实验和电化学实验研究了铸态和挤压态AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能。结果热挤压可有效细化AZ31合金的晶粒,铸态试样的平均晶粒大小约为111μm,挤压态试样的平均晶粒大小约为9μm。AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀初期,合金表面没有发生钝化。挤压后合金的自腐蚀电位从铸态的-1.55 V提高到-1.52 V。浸泡72 h后,铸态试样的腐蚀速率为4.293 mm/a,挤压态试样的腐蚀速率为2.957 mm/a。结论挤压提高了AZ31镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能。     

低温高锰钢的局部腐蚀行为研究

采用间浸腐蚀试验、极化曲线测试、扫描观察(SEM)和透射电镜观察(TEM)等方法研究了在3.5%NaCl溶液中添加氧化剂以及敏化处理对低温高锰钢局部腐蚀性能的影响。结果表明:经间浸腐蚀试验后,各试样均主要发生全面非均匀腐蚀,局部可见点腐蚀特征。试样在3.5%NaCl溶液中腐蚀产生的锈层疏松,在3.5%NaCl+0.25%Na₂S₂O₈溶液中腐蚀,试验初期自腐蚀电流密度提高两个数量级,在较短时间内产生致密的锈层,阻止了试验后期腐蚀向内层的快速扩展,试样平均腐蚀速率降低,点腐蚀深度减小。800 ℃×5 h敏化处理后,高锰钢的组织结构没有发生改变,晶界析出了断续分布的碳化物,其抗腐蚀性能与原始态相当,极化曲线印证了这一结果。      

应力载荷作用下5A06铝合金薄板材料在盐水中腐蚀行为

以铝合金薄板在受载及盐水作用下可能存在的腐蚀加速问题为研究背景,用两点弯曲法探讨1.8mm厚5A06铝合金薄板在50℃的3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,研究发现施加载荷可以促进铝合金薄板材料的腐蚀。对不同腐蚀时期的裂纹形貌、金相组织以及元素成分等进行分析发现:在盐水环境中应力载荷对材料腐蚀的促进体现在与腐蚀程度成正比的关系,受铝合金材料内固溶强化相的影响,材料阳极区优先溶解,形成点蚀坑;另外,应力载荷会导致铝合金薄板表面氧化膜撕裂,并促使腐蚀裂纹扩展。     

真空热处理对激光近净成形In625和C-276合金性能的影响EI北大核心CSCD

对激光近净成形两种镍基高温合金Inconel 625和Hastelloy C-276分别进行热处理实验,然后分析热处理工艺参数对合金室温拉伸性能的影响。结果分析表明:在800,900℃去应力热处理后,Inconel 625合金抗拉强度提升不明显,而在1000℃以上进行固溶处理后,合金抗拉强度得到提高。1100℃热处理后,Inconel 625合金的抗拉强度与沉积态相比得到明显提高。在800,900℃去应力热处理后,Hastelloy C-276合金强度也未明显提高,而在1000℃以上进行热处理,随着热处理温度提高,合金抗拉强度逐渐升高。1150℃进行热处理后,Hastelloy C-276合金的抗拉强度与沉积态相比得到明显提高。激光近净成形工艺制备的两种镍基高温合金室温拉伸断裂方式为韧性断裂。     

基于点蚀的316L不锈钢在酸性气田环境中的适应性评价

国内外酸性气田的开发使腐蚀环境越来越苛刻,为满足气液混输的工艺要求,发展了耐蚀合金/碳钢的双金属复合管技术。316L不锈钢被广泛用于双金属管的内衬,在含H_2S和CO_2环境中腐蚀速率很低,然而在高含Cl-的溶液中,316L不锈钢容易出现点蚀而诱发集输管线失效,为此,就316L不锈钢在酸性气田集输环境中的点蚀进行评述。讨论了影响316L不锈钢点蚀的材质因素,Mn和Fe的硫化物及Mg、Al、Ca的氧化物等两种夹杂物均能促进钝化膜的溶解而引起点蚀;分析了316L不锈钢点蚀的H_2S、CO_2、温度、Cl-浓度和pH值等环境的适应性条件,发现H_2S环境比CO_2环境更容易发生点蚀,H_2S和CO_2对点蚀发生存在协同机制,温度升高、Cl-浓度增加和酸性介质均会增加316L不锈钢点蚀的敏感性。为进一步优化选材原则,需重点加强环境因素的协同机制、环境适应性的边界条件、点蚀发展的动力学以及新的标准研究。     

某凝析气田异种不锈钢偶对在不同NaCl溶液中的腐蚀行为

为了考察某凝析气田现场新投用的3种合金钢材316L、双相不锈钢2205以及Inconel 625在现场出现耦合后是否会发生电偶腐蚀,对Inconel 625/316L、Inconel 625/2205偶对在不同Cl~-浓度下的电偶腐蚀特性进行了电化学试验,研究了耦合前各自的开路电位随时间的变化、耦合后的耦合电流随时间的变化、耦合(闭路)电位随时间的变化、耦合电流及耦合(闭路)电位的稳定值大小。结果表明:不同影响因素(电偶、Cl~-浓度)下,电位差均为50 mV左右,电偶电流密度约为1×10~(-6)A/cm~2,由此计算出材料偶接后的均匀腐蚀速度为0.002 mm/a,按照腐蚀速度划分标准(NACE RP0775-2005),均属于轻度腐蚀,因此625/316L、625/2205异种不锈钢之间耦合不会引起明显的电偶腐蚀问题。本方法对在油气田上使用类似异种钢耦合后出现的腐蚀研究具有一定的指导意义。     

Cl~-和H_2S对不锈钢电化学行为的协同影响

目前,对Cl~-和H_2S共存条件下不锈钢的腐蚀尤其是点蚀行为鲜有研究。采用动电位扫描和交流阻抗测试研究了304,316L和2205 3种不锈钢在含有不同浓度Cl~-和H_2S的溶液中的电化学行为。结果表明:在含有1 200 mg/L Cl~-的溶液中,随H_2S浓度增大,304和316L的点蚀敏感性均增大,但此条件下的H_2S浓度并未对2205双相不锈钢产生影响。当Cl~-浓度增大到1 500 mg/L时,2205产生了点蚀现象,说明虽然H_2S促进了不锈钢点蚀的发生,但Cl~-是诱导不锈钢产生点蚀的关键因素。     

Corrosion and stress corrosion cracking behavior of 316L austenitic stainless steel in high H2S–CO2–Cl− environment

In oil and gas production environments, H₂S and Cl^? can coordinate to cause pitting or stress corrosion cracking (SCC) of stainless steels. There has been limited work conducted on corrosion and SCC of autenitic stainless steels in high H₂S–CO₂–Cl^? environments. In this paper, by four-point bending test method and scanning electron microscopy analysis, SCC of 316L steel was investigated under high H₂S–CO₂ pressures with 150,000 ppm Cl^? at 60 °C. The effect of high H₂S–CO₂ pressure was discussed. The results indicated that the higher H₂S–CO₂ pressure can accelerate anodic dissolution process, deteriorate passive films, and aggravate SCC sensitivity. Using cyclic potentiodynamic polarization measurements, the corrosion behavior of 316L steel was studied in high H₂S–CO₂–Cl^? environments. The effect of pH on pitting corrosion was discussed. Lower pH can promote both cathodic and anodic actions on 316L steel and facilitate passive film breakdown.     

Incoloy 825/L360复合管焊接接头耐蚀性研究

目的研究Incoloy 825/L360复合管焊后的焊缝耐蚀性能。方法以Incoloy 825/L360复合管为研究对象,选用Inconel625焊材进行了镍基合金焊缝的焊接,并对焊缝和Incoloy 825母材在质量分数为3.5%的NaCl溶液、6%的FeCl_3溶液中进行电化学试验,并对其耐蚀性进行了对比分析。结果在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,不同温度下母材自腐蚀电位均高于焊缝,自腐蚀电流密度均小于焊缝,随着温度的升高,母材的自腐蚀电位和焊缝的自腐蚀电流密度均增加,母材的自腐蚀电流密度变化不明显;在质量分数为6%的FeCl_3溶液中,母材与焊缝的自腐蚀电位整体较高,母材的自腐蚀电流密度高于焊缝,不同温度下焊缝极化曲线均存在明显的钝化平台。结论 Incoloy 825母材和焊缝在两种溶液中的耐蚀性存在一定差异;在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,母材腐蚀对温度不敏感,焊缝的腐蚀敏感倾向性随着温度的升高而增大,腐蚀敏感性高于母材;在质量分数为6%的FeCl_3溶液中,不同温度下的焊缝极化曲线均存在明显的钝化平台,腐蚀敏感性低于母材。     

20/316L双金属管的腐蚀失效原因分析

随着20/316L双金属管在油气生产中的推广应用,关于内衬316L不锈钢的腐蚀失效问题日益突出,尤其是条件苛刻的酸性集输环境下,目前相关研究不多.利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段对20/316L双金属管在含H2S-Cl-的酸性集输环境中出现的腐蚀失效问题进行了系统分析,探讨了腐蚀失效的原因.结果表明:20/316L双金属管腐蚀类型为局部腐蚀,主要分布于内衬管316L的底部.腐蚀失效的主要原因是腐蚀介质中存在高浓度的H2S与Cl-,共同促进了钝化膜的破裂与点蚀的发展.当存在较高浓度的H2S与Cl-时,钝化膜薄弱处与电位较低的非金属夹杂物处易发生钝化膜的破裂与金属基体的快速溶解而成为点蚀源,形成点蚀.     

复合管海底管道破断后损伤评估及修复方法研究

复合管海底管道在铺设过程中发生破断后,316L／625衬管暴露于海水或含有泥沙的海水中,可能发生腐蚀破坏。根据316L／625材料的腐蚀速率、管壁厚度和允许的最大点蚀深度来预估复合管允许的浸泡期限。如果破损的管道能在允许的浸泡期限内完成修复作业,则该管道可视为累积损耗而非失效,修复后仍可继续服役。修复方法为,切除破损管段后,排出海底管道内的海水,用含（300—500）×10^-6除氧剂、杀菌剂和缓蚀剂的淡水清洗316L／625管壁上残留的氯化物和溶解氧,清洗淡水的Cl-浓度宜小于200×10^-6。并根据腐蚀与污损情况确定是否需要进行酸液清洗。     

微观组织对0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢的耐点腐蚀性能的影响

采用化学浸泡法和模拟闭塞电池方法研究了固溶+时效和固溶+调整+时效处理的0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢的耐点腐蚀性能,并与18-8型奥氏体不锈钢(316L)耐点蚀性能进行了对比。结果表明,0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢组织内富Cu析出相促进了点蚀坑萌生,而点蚀坑发展则与组织形貌有关。固溶+调整+时效处理的0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢因组织内析出富Cu相多而大,其萌生的点蚀坑密度较高,但由于马氏体板条较细,其点蚀坑尺寸和深度较小;固溶+时效处理的0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢因组织内析出富Cu相少而小,萌生的点蚀坑密度较低,但粗大的板条马氏体组织导致点蚀坑尺寸和深度较大。与18-8型奥氏体不锈钢耐点蚀性能对比表明,通过对0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢进行合理的热处理,其耐点蚀性能可与18-8型奥氏体不锈钢相当。     

Stress corrosion cracking of stainless steels recommended for building brine recirculation pumps

In earlier works, characterization and stress corrosion cracking (SCC) of casings of brine recirculation pumps, used in desalination plants, had been investigated. These casings which were manufactured from two types of Ni resist ductile irons have been reported to show different service lives. Material selection is believed to be one of possible factors to extend the service life of these pumps. Two types of stainless steels; UNS S31603 and UNS S32750 have been recommended as substitutes to Ni resist ductile irons. In this work, mechanical, metallurgical, electrochemical and SCC tests have been conducted on as received wrought samples made of these two types of stainless steels. Results have shown considerable higher yield and tensile strengths and corrosion resistance for the UNS S32750 over the UNS S31603. The latter steel samples have shown reproduced pitting behavior illustrated by electrochemical measurements and visual observations against no signs of pitting for UNS S32750 samples. SCC tests in hot brine environment have shown considerable less resistance to SCC for UNS S31603 samples as demonstrated by sample failures after few days of stress corrosion testing. No SCC was observed for UNS S32750 samples under the same testing conditions.