X65管线钢电化学充氢后在土壤中腐蚀行为

针对油气管道长距离输送所产生土壤质地差异大的工况条件,因氢引起的管道腐蚀问题越来越被人们所关注.基于极化曲线法和电化学阻抗谱法研究了充氢的X65管线钢在格尔木、大港站、大庆站、拉萨站4种模拟土壤溶液中的电化学腐蚀行为.试验结果表明:在同一种土壤溶液中,X65管线钢的开路电位随着充氢时间的增加逐渐降低.不同充氢条件下的X65管线钢在格尔木、大港站、大庆站、拉萨站4种模拟土壤溶液中的极化曲线都只表现出活化溶解状态,而未出现活化-钝化转变区,腐蚀电流密度越来越小,腐蚀速率越来越慢.对EIS进行拟合得出电荷转移电阻R_(ct)随充氢时间t变化规律,R_(ct)在4种土壤溶液中大小依次为格尔木大港站大庆站拉萨站,与极化曲线的分析结果一致.     

X100管线钢的组织与性能

利用金相显微分析、扫描电镜、透射电镜和先进的EBSD技术,对X100钢级管线钢的组织进行了分析,并和CVN等力学性能相对应,进行了相关性探讨.研究表明,X100钢级管线钢全部为粒状贝氏体组织,其透射组织分析表明粒状贝氏体含量很高,主要存在于铁素体边界;铁三碳存在于铁素体板条;组织以针状铁素体为主,也存在少量条状铁素体,同时位错密度很高;EBSD研究表明,铁三碳呈均匀弥散分布,残余奥氏体含量较大;有效晶粒细化现象突出,预示该品牌X100管线钢拥有较理想的强韧性特征.     

厚规格多相组织X80管线钢DWTT 分离裂纹研究

研究了厚规格多相组织X80管线钢微观组织与落锤撕裂试样分离裂纹之间的关系,采用金相显微镜和扫描电子显微镜对X80管线钢的微观组织和分离裂纹进行观察.结果表明:X80管线钢微观组织包括粒状贝氏体、多边形铁素体以及准多边形铁素体、贝氏体铁素体、针状铁素体.分离裂纹起始于粒状贝氏体带处;分离裂纹以穿晶断裂方式穿过粒状贝氏体,断裂路径平直,说明粒状贝氏体对分离裂纹扩展阻碍作用较小,而以沿晶断裂方式沿多边形铁素体晶界扩展,方向不断偏折,提高了裂纹扩展功,从而增大钢板的断裂韧性.分离裂纹尖端受细小的马氏体-奥氏体岛钝化作用,扩展受阻出现停滞.多相组织中少量的粒状贝氏体以及适量的多边形铁素体有利于减少分离裂纹的产生.     

X70钢在CO_2环境中的耐腐蚀性能研究

为了探索CO_2对X70管线钢抗腐蚀性能的影响,采用电化学方法研究了X70钢在有无CO_2下的NaCl溶液中的腐蚀电位、腐蚀电流密度、电化学阻抗以及腐蚀产物。利用光学显微镜观测试样的宏观金相和微观金相,利用扫描电子显微镜观测试样腐蚀8h后的腐蚀形貌,并结合X射线衍射仪和能谱分析仪测得腐蚀产物的元素和成分。结果表明,随着腐蚀时间的推移,试样的耐腐蚀性能降低。通入CO_2测得的开路电压值更负,阻抗值更低,腐蚀电流密度和腐蚀速率也更大;在宏观金相和微观金相中观察到通入CO_2的试样腐蚀损伤更严重;通入CO_2的试样出现大量的C、O、Fe元素,并且腐蚀产物种类增加。由此可见,CO_2会加剧管线钢的腐蚀。     

中性环境中锈斑对X70/X80钢早期腐蚀的作用

采用NS4典型中性土壤模拟溶液模拟中性土壤环境,将X70和X80管线钢电化学试件在模拟溶液中进行短期浸泡,发现溃疡状锈斑均匀分布在试件的工作表面,锈迹疏松易脱落,微观呈现颗粒状形貌,面积较大的锈斑处出现浅腐蚀坑。对带锈件和不带锈件进行了极化曲线、交流阻抗等电化学实验并进行了对比。对比结果发现,金属界面早期锈斑的产生加重金属的腐蚀,加快腐蚀速率。这是因为早期锈斑的不完整性与稀疏性降低金属基体与腐蚀环境电化学反应的极化电阻,其粗糙的表面增加试件的工作面积,增大腐蚀电流。     

高钢级管线钢TEM显微组织分析

对X70到X100钢级管线钢的透射组织进行了微观分析和研究,并对其组织和力学性能的对应关系进行了研究.结果表明,随着钢级的提高,微观组织中针状铁素体增加,MA岛数量增加,位错密度增加.该结果和管线钢的力学性能变化相对应,和其所对应的TMCP工艺相吻合.     

X70管线钢在南海环境下的腐蚀行为研究

由于海底环境复杂,海底管线钢经常面临严重的腐蚀风险。通过动电位极化技术和交流阻抗技术,探究了静水压力、溶解氧质量浓度及硫酸盐还原菌（SRB）接种时间对X70管线钢在南海模拟溶液中的电化学腐蚀行为,并结合电子显微镜表征技术分析了腐蚀形貌,阐明了三种环境因素共存条件下对X70钢腐蚀行为的作用机制。结果表明,X70管线钢在接种SRB的实验环境中的自腐蚀电流密度是无菌时的2倍;在0～3.5 MPa的压力下,腐蚀程度先加剧后减缓;SRB和溶解氧共存时,氧的存在抑制兼性厌氧菌SRB的数量,从而起抑制腐蚀的作用。     

热加工对管线钢针状铁素体组织形成的影响

以X70管线钢为实验材料,研究不同变形量和冷却速率对管线钢显微组织的影响。结果表明,在奥氏体未再结晶区进行适量的变形,从而形成位错、形变带和胞状组织等缺陷,可以增加铁素体在奥氏体晶内的形核位置和形核率,增大相变驱动力,有利于在随后的冷却过程中得到晶粒细小的针状铁素体组织;其中变形量2ε=0.4、冷却速率为30~60℃/s（油冷）下冷却的试样,能够得到最佳的针状铁素体组织,可以满足工程上要求组织中针状铁素体占80%以上的要求。     

埋地管线钢应力腐蚀敏感性分析

采用慢应变速率法对X60管线钢进行模拟土壤和真实土壤的应力腐蚀试验研究。通过试验研究可知:X60管线钢在模拟高pH值和低pH值土壤溶液以及真实土壤中慢拉伸都产生应力腐蚀。这3种介质产生的应力腐蚀都存在敏感应变速率范围,远离该范围,产生应力腐蚀的敏感性下降。同时,运用灰色理论计算灰色关联度对3种腐蚀介质敏感性进行了数据分析。试验结果和灰色理论分析表明:X60管线钢在3种介质溶液中的腐蚀敏感性依次为土壤1NNa2CO3+1N NaHCO3NS4。     

X80管线钢的应变硬化特性分析

采用准静态拉伸和扫描电镜分析了热轧X80管线钢的应变硬化行为及其微观组织结构。结果表明,X80管线钢的应变硬化特性决定均匀伸长率大小,针状铁素体+M/A的微观组织结构使得应变硬化指数呈现平台、缓慢下降和迅速下降三个变化阶段。     

X80钢焊接接头在酸性模拟液中的电化学腐蚀

采用电化学测试、金相显微镜观察,研究了X80管线钢及其焊缝组织在酸性模拟液中的电化学腐蚀行为.结果表明:X80管线钢母材的显微组织主要为针状铁素体,整体上看母材的组织较为均匀、细小,位向大致呈带状分布.焊缝的显微组织由先共析铁素体、针状铁素体和珠光体组成,焊缝的晶粒大小不均匀,整体上比母材组织粗大.在酸性模拟液中,X8...     

X80管线钢屈服强度异常研究

从化学成份分析和夹杂物检验及金相组织检验结果得到:X80管线钢中存在多边形铁素体、珠光体以及局部聚集、分布不均匀、颗粒较大的M/A岛等组织,组织异常是影响X80管线钢屈服强度不合格的主要原因.     

600MPa级钛微合金化高强钢的组织与性能研究

采用光学显微镜、透射电镜以及能谱分析等对转炉CSP流程600 MPa级钛微合金化高强钢的组织及性能进行研究。结果表明,试验钢具有良好的综合力学性能,其典型组织为多边形铁素体加粒状贝氏体;位错和位错胞的强化作用成为钛微合金钢的主要强化机制之一;钢中M/A岛在增加试验钢强度的同时并未明显降低其韧性和塑性;试验钢中存在TiN、TiC和TiS等析出物,为钢的细晶强化和析出强化提供了保证;试验钢中存在大量纳米级铁碳析出物,其沉淀强化作用不容忽视。     

氢对X80钢在土壤模拟溶液中电化学行为的影响

在不同的充氢电流密度和充氢时间下对X80钢进行电化学充氢。测量了不同充氢条件下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中的极化电阻和腐蚀速率。结果表明,随着充氢电流密度由1 mA/cm2增加至20 mA/cm2,X80钢的自腐蚀电位负移,电荷转移电阻Rt由1 176 Ω·cm2降至909 Ω·cm2,双电层电容由0.000 16 μF/cm2增加至0.001 7 μF/cm2,腐蚀电流密度从3.322 mA/cm2 增加至 6.880 mA/cm2。当充氢时间由1 h增加至5 h,电荷转移电阻Rt由1 522 Ω·cm2降至749 Ω·cm2,双电层电容由0.000 14 μF/cm2增加至0.00 75 μF/cm2,腐蚀电流密度从2.91 mA/cm2 增加至5.01 mA/cm2。以上表明,电化学充氢使X80钢表面的薄弱点的阳极溶解率和金属离子的浓度高增加。氢加速阳极溶解,最终的结果是发生较高的腐蚀敏感性。     

Microstructure characteristics and mechanical properties of X80 pipeline steels

The relation between microstructure characteristics and mechanical properties of X80 pipeline steels was investigated using optical microscopy,scanning electron microscopy,etc.It is shown that the structure consists of polygonal ferrite(PF),quasi-polygonal ferrite(QPF),acicular ferrite(AF),and granular bainitic ferrite(GF).With increasing volume fraction of M-A islands(below 3%),the yield strength increases.With increasing content of higher angle grain boundaries(HAGBs),the yield strength,elongation,and DWTT properties at-15 ℃ increase,and the volume fraction of M-A islands reaches its highest point in the steel containing the most volume fraction of GF.     

外加阴极电位对X100管线钢近中性pH值应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸实验研究了X100管线钢在NS4溶液中,在外加阴极电位下的应力腐蚀开裂行为.结果表明,与在自腐蚀电位下相比,-900 mV SCE外加阴极电位没有明显增强其近中性pH应力腐蚀开裂(NNpH-SCC)敏感性;但是,当外加阴极电位为-1500 mV SCE时,其NNpH-SCC敏感性显著增强.与X80管线钢在外加阴极电位下的NNpH-SCC敏感性相比较后表明,外加阴极电位对X80管线钢的NNpH-SCC敏感性影响更加强烈.     

Effect of deteriorated microstructures on stress corrosion cracking of X70 pipeline steel in acidic soil environment

In order to investigate stress corrosion cracking (SCC) of X70 pipeline steel and its weld joint area in acidic soil environ-ment in China, two simulating methods were used: one was to obtain bad microstructures in heat affected zone by annealing at 1300°C for 10 min and then, quenching in water; the other was to get different simulating solutions of acidic soil in Yingtan in south-east China. The SCC susceptibilities of X70 pipeline steel before and after quenching in the simulating solutions were analyzed...     

Study on M／A islands in pipeline steel X70

The free structure of M/A islands in pipeline steel X70 has been studied by transmission electron microscope (TEM). It is shown that the M/A islands are about 1-2 μm in size and distribute at the grain boundary of irregular massive ferrite or acicular ferrite in the microstructure of the steel undergoing TMCP (thermo-mechanical controlled processing). The analysis of diffraction contrast shows that the M/A islands consist of retained austenite and some martensite lamellae different in size and orientation. The microtwinning and midrib exist in the lamella of lenticular martensite, which exhibit the typical character of high-carbon martensite. The influences of TMCP parameters on M/A islands have been studied carefully. With the increase of the cooling speed, the amount of M/A islands decrease slightly and the morphology of M/A islands changes to thin dispersive short bars from thick irregular long strips.