激光冲击处理对X70管线钢焊接接头H_2S应力腐蚀影响

采用慢应变速率法(SSRT)进行了X70管线钢焊接接头在H2S介质中应力腐蚀试验,研究了H2S对X70管线钢焊接接头应力腐蚀开裂(SSCC)的敏感性,分析了激光冲击处理对X70管线钢焊接接头抗H2S应力腐蚀开裂SSCC行为的影响。结果表明,经激光冲击处理后X70管线钢焊接接头表面产生了晶粒细化和残余压应力,提高了管线钢焊接接头在NACE饱和H_2S溶液中抗应力腐蚀性能;原始状态试样在NACE饱和H_2S溶液中慢拉伸试验平均应力腐蚀敏感性指数>25%,有明显的应力腐蚀倾向;经激光冲击处理后试样在NACE饱和H_2S溶液中平均应力腐蚀敏感性指数为19.05%,应力腐蚀倾向不明显,因此,激光冲击处理有效地提高了X70管线钢焊接接头的抗应力腐蚀性能。     

激光冲击对X70管线钢焊接接头H_2S应力腐蚀断口的影响

利用激光冲击波对X70管线钢焊接接头进行了改性处理,通过慢应变速率法（SSRT）研究了其在NACE（national association of corrosion engineers）标准饱和H2S溶液中应力腐蚀的敏感性,并对其断口进行SEM观察,分析了激光冲击处理对X70管线钢焊接接头抗H2S应力腐蚀开裂（SCC...     

X70管线钢焊接接头慢拉伸应力腐蚀行为

利用金相显微镜观察了X70管线钢焊接接头组织结构,通过慢拉伸试验分析了X70管线钢焊接接头在NACE溶液中应力腐蚀行为,测试了X70管线钢焊接接头在不同H2S浓度下电化学腐蚀电位,讨论了X70管线钢焊接接头自腐蚀电位形成机理。结果表明,X70管线钢焊接接头熔合区中M-A组元所产生的微裂纹是焊接接头应力腐蚀产生裂纹的主要来源,使得其耐腐蚀性能下降;焊接接头在腐蚀初期主要表现为典型的点腐蚀特征,点蚀坑相互连接不断扩展,点蚀坑被生成的腐蚀产物所覆盖;焊接接头自腐蚀电位随着H2S浓度的增加而发生负移,应力腐蚀敏感性增加,在含饱和H2S NACE溶液中具有明显的应力腐蚀倾向。     

激光冲击处理对X70管线钢焊接接头应力腐蚀的影响

利用激光冲击波对X70管线钢焊接接头进行了表面改性处理,通过SSRT分析了激光冲击处理对试样在NACE饱和H2S溶液中应力腐蚀的影响。采用扫描电镜观察了激光冲击处理前后试样表面腐蚀产物形貌、断口形貌和应力腐蚀裂纹形貌等,并用能谱分析仪分析了腐蚀产物化学成分组成,探讨了激光冲击处理对试样SCC的影响机理。结果表明:激光冲击处理后焊接接头抗拉强度、伸长率和断面收缩率分别提高了5.1%、4.5%和28.7%,内积功的SCC敏感性指数Iscc从50.94%下降至45.10%,降低了11.64%,断口形式由脆性断裂转变为韧性断裂。激光冲击处理改善了焊接接头表面应力状态和材料组织结构,减缓了裂纹的萌生和扩展,增强了其抗SCC的性能,但不能消除明显的应力腐蚀倾向;激光冲击处理降低了氢致开裂的倾向,有利于提高焊接接头抗H2S应力腐蚀的性能。     

激光热处理对1Cr13井口用钢抗硫化物应力腐蚀性能的影响

对1Cr13井口用钢进行了表面激光热处理,通过慢应变速率拉伸试验研究了激光热处理对1Cr13钢在NACE饱和H2S溶液中应力腐蚀敏感性的影响,运用X射线衍射仪对比分析了激光热处理前后1Cr13井口用钢试件的残余应力及残留奥氏体,用扫描电镜和能谱分析仪研究了激光热处理前后其断口形貌和腐蚀产物的化学成分组成,分析了激光热处理对1Cr13井口用钢H2S应力腐蚀开裂的影响机理。结果表明:原始状态1Cr13钢在NACE饱和H2S溶液中为脆性断裂,激光热处理后断口由脆性向韧性转变;激光热处理后应力腐蚀敏感性指数由75%下降至69.4%,材料的屈服极限和强度极限有较大的提升。激光热处理后表层残留奥氏体含量增加,晶粒细化以及残余应力由处理前的拉应力变为处理后的压应力是抗应力腐蚀性能提高的主要机制。     

H2S浓度对国产X70管线钢及其焊接接头应力腐蚀性能的影响

采用慢应变速率试验研究了H2S对国产X70管线钢及其焊接接头应力腐蚀性能的影响，揭示了国产X70管线钢及其焊接接头在含H2S腐蚀介质中的应力腐蚀敏感性随H2S浓度的增加而增加。焊接接头抗硫化氢应力腐蚀性能较母材低；H2S对国产X70管线钢及其焊接接头应力腐蚀性能有着重要的影响。     

激光热处理对1Cr5Mo钢焊接接头慢拉伸性能的影响

利用CO2激光对1Cr5Mo耐热钢焊接接头进行表面热处理,通过慢应变速率试验研究激光热处理对其在NACE溶液中应力腐蚀开裂敏感性的影响。利用扫描电镜分析了激光热处理前后焊接接头断口形貌和腐蚀物化学成分组成,探讨了扫描速度对焊接接头应力腐蚀性能的影响机理。结果表明,激光热处理后焊接接头抗应力腐蚀性提高,腐蚀敏感性指数由33.9%下降到23%;激光扫描速度对1Cr5Mo耐热钢焊接接头应力腐蚀性能有一定的影响,其中扫描速度为400 mm/min时应力腐蚀敏感指数最小。     

时效对17-4PH马氏体不锈钢抗应力腐蚀性能的影响

采用慢应变速率拉伸的应力腐蚀试验法,结合应力应变试验、显微组织观察、力学性能测试和断口形貌分析,研究了不同时效处理后17-4PH马氏体不锈钢在N2、通入饱和H2S的NACE A溶液和3%CO2+3%H2S+N2+H2O三种介质中的抗应力腐蚀性能。结果表明,通入饱和H2S的NACE A溶液对17-4PH不锈钢的应力腐蚀最为严重,试样断口呈现脆性断裂特征。时效工艺对材料的应力腐蚀敏感性有明显影响,600℃+605℃双级时效处理后17-4PH不锈钢的抗应力腐蚀性能优于600℃时效处理。     

激光冲击波对X80管线钢焊接接头疲劳性能的影响

利用激光冲击波对X80管线钢焊接接头进行了表面强化处理,通过拉伸疲劳对比试验,采用罗卡提法求出激光冲击强化处理前后X80管线钢焊接接头的疲劳极限。用扫描电镜和X射线衍射仪分析了激光冲击处理前后X80管线钢焊接接头断口形貌和残余应力,并对激光冲击处理提高抗疲劳断裂机理进行探讨。结果表明,激光冲击处理引入了-339 MPa的残余压应力,使X80管线钢焊接接头疲劳强度由445 MPa提高到496 MPa,提高了11.2%;原始状态的试样疲劳裂纹起始于试样表面,经激光冲击处理后焊接接头疲劳源转移至次表层,表层晶粒细化和残余压应力是主要机制,提高了X80管线钢焊接接头的疲劳性能。     

几种常用管线钢在CO2及H2S/CO2环境中的腐蚀行为

对带状组织级别不同的管线钢在CO2及H2S/CO2饱和的NACE溶液中的腐蚀速率和腐蚀形貌进行了比较分析。结果表明,在CO2饱和的NACE溶液中,带状组织级别越低的材料,发生均匀腐蚀的特征越明显,通过生成保护性膜抵抗腐蚀的能力越强。而带状组织级别越高的材料,发生局部腐蚀,尤其是点蚀的特征越明显。在H2S/CO2饱和的NACE溶液中,带状组织级别越低的材料,越不易发生氢致开裂现象。为了提高管线钢抗CO2及H2S/CO2腐蚀的性能,应控制其带状组织。     

激光冲击处理后X80焊接接头表面质量对腐蚀性能的影响

利用激光冲击波对X80管线钢焊接接头进行强化处理,用金相显微镜、光学轮廓仪分析激光冲击处理前后金相组织与表面粗糙度,并用应力测试仪测试了激光冲击处理前后残余应力和残余奥氏体的变化,分析了激光冲击波改善焊接接头表面质量的机理.结果表明,激光冲击处理后焊接接头表面晶粒细化,表面粗糙度有所提高;激光冲击处理形成了残余压应力,残余奥氏体向马氏体转化;激光冲击处理后表面粗糙度和残余奥氏体对慢拉伸性能的影响起主要作用,内积功下降3.8%;激光冲击处理后应力腐蚀敏感指数I_SCC由50.94%下降至45.10%,残余压应力和晶粒细化是提高其抗应力腐蚀的主要机制.     

喷丸强化改善管线钢X80焊接接头SCC行为研究

采用应力环试验研究了在H2S环境下,喷丸强化及其后处理技术对X80管线钢焊接接头应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响和喷丸强化及其后处理前后焊接接头的显微组织结构变化.结果表明:由于残余压应力和晶粒细化的共同作用,喷丸强化能有效改善X80钢焊接接头抗SCC的能力;若喷丸强化后再表面磨光,则可以进一步改善喷丸强化提高SCC抗力的效果.     

X65管线钢焊接接头在H_2S/CO_2环境中抗SSCC性能

我国渤海湾某油田开展了天然气利用项目,天然气外输海管选用国产X65管线钢手工电弧焊接铺设完成。随着油田不断深入开发,外输天然气中H2S含量持续增长,CO2含量高达10%左右,使该海底管线面临着潜在的应力腐蚀开裂风险。参考NACE相关标准,研究了不同工况条件下X65管线钢焊接接头在H2S/CO2环境中的抗硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)性能。结果表明,该X65管线钢焊接接头在H2S/CO2环境中抗SSCC性能优良,但在低温偏酸性条件下表现出一定的SSCC敏感性。建议在管线的运维过程中采取措施控制外输温度并尽量降低酸性气体含量,以防止SSCC发生。     

304不锈钢在H2S介质条件下的应力腐蚀

用电化学测试及慢应变速率拉伸试验（SSRT）方法对304不锈钢在饱和H2S溶液和NACE标准溶液中的应力腐蚀行为进行研究.结果表明,Cl-能显著降低304不锈钢在饱和H2S溶液中的腐蚀电位和点蚀电位,增加点蚀倾向,并降低抗H2S应力腐蚀能力.     

Reel铺设弯曲过程对X65海管焊接接头耐H_2S应力腐蚀性能的影响

利用自主设计的弯管试验机对准101.6 mm的X65级焊接管线钢进行了Reel铺设弯曲模拟试验,并采用四点弯曲试验方法,评价了Reel铺设弯曲过程对X65海管环焊缝接头的耐H2S应力腐蚀性能的影响。通过试验后对环焊缝接头进行宏观观察和微观组织分析,结果表明, Reel铺设模拟弯曲试验前后的X65级管线钢的GTAW焊接接头均未出现裂纹,且无微观组织缺陷,具有较好的耐H2S应力腐蚀性能,弯曲过程对该管线钢焊接头耐H2S应力腐蚀性能无明显影响。     

X65海管环缝耐H_2S应力腐蚀性能研究

采用四点弯曲试验方法,评价了海底管道X65级管线钢采用GTAW+SMAW工艺的环焊缝接头的耐H2S应力腐蚀性能。通过对接头的宏观观察和微观组织分析结果表明,X65级管线钢的GTAW+SMAW焊接接头并未出现裂纹,且无微观组织缺陷,具有较好的耐H2S应力腐蚀性能。     

X65管线钢焊接接头H2S应力腐蚀研究及其有限元数值分析

在X65管线钢H2S应力腐蚀试验的基础上，建立了三维弹塑性有限元模型．通过三维弹塑性有限元的数值分析，得到了裂纹尖端应力场分布和氢浓度的分布特征．通过对X65管线钢焊接接头的显微组织观察和基本力学性能研究，对影响其应力腐蚀影响因素提供了实验依据．并根据楔形张开加载恒位移试样得出了X65管线钢焊接接头的临界应力强度因子KISCC和裂纹扩展速率，其应力腐蚀试验结果在有限元数值分析中得到了验证。     

应变强化对304不锈钢焊接接头应力腐蚀的影响

采用室温应变强化技术对304不锈钢焊接接头进行了5%, 10%, 15%, 20%, 30%的应变强化。通过磁性测试、金相检验、硬度测试和w(NaCl) 5%溶液应力腐蚀试验,研究了应变强化量大小对304不锈钢焊接接头应力腐蚀敏感性的影响。结果表明:304不锈钢焊接接头在应变强化过程中显微组织变化不明显,金相组织均为柱状奥氏体和δ铁素体双相组织,焊缝结晶模式为铁素体—奥氏体结晶模式;焊缝显微硬度都有明显增加,应力腐蚀敏感性总体呈增加趋势,但敏感性指数处于低应力腐蚀敏感性区域。这是由于焊接接头试样内部组织变化较小,但焊缝内部位错和缺陷的增加使得应力腐蚀敏感性指数有所上升,连续分布的网状δ铁素体阻断了应力腐蚀裂纹快速扩展的通道。     

X120管线钢的抗硫化物应力腐蚀研究

分析了X120管线钢在饱和H_2S的A溶液中的应力腐蚀行为及机理。按照GB/T 4157-2006标准,采用恒载荷拉伸法测定X120管线钢的硫化物应力腐蚀开裂行为,利用电化学极化曲线和阻抗谱分析了钢的腐蚀速率及短期腐蚀行为。结果表明,X120管线钢的硫化物应力腐蚀开裂的敏感性大,腐蚀速率较高。在短期腐蚀行为中,随着浸泡时间延长,腐蚀速率增大。X120管线钢在饱和H_2S的A溶液中的开裂断口呈阳极溶解型。     

X70管线钢硫化氢应力腐蚀

测试了在含硫化氢(H2S)的介质中不同成分X70管线钢母材、焊缝及焊缝消除残余应力退火后的H2S应力腐蚀性能。在此基础上，讨论了成分及焊后退火处理对管线钢H2S应力腐蚀的影响。试验结果表明，对X70管线钢由H2S引起的应力腐蚀开裂SSCC(Sulfide Stress Corrosion Cracking)的主要影响因素是Mn、P元素，而不是C元素。相对母材而言，焊缝的抗SSCC的能力有所降低，这是由于在焊接过程中，焊缝的成分，组织及性能等发生了一系列变化。同时，焊缝中存在的焊接缺陷也会导致焊缝的SSCC抗力降低。此外，通过消除残余应力退火处理可提高管线钢SSCC抗力。