0.8设计系数用X80管线钢在近中性pH溶液中的应力腐蚀开裂行为

采用慢应变速率拉伸(SSRT)实验研究了X80管线钢及其焊缝在近中性的NS4溶液中的应力腐蚀行为与敏感性。结果表明:X80管线钢及其焊缝主要是塑性损失,且焊缝塑性损失大于母材;X80管线钢及其焊缝在空气中属于典型的韧性断裂特征,在NS4溶液中属于穿晶应力腐蚀开裂(TGSCC),在NS4溶液中母材和焊缝断口中间区域比断口边缘区域表现出更明显的脆性断裂特征。电位在大于-749.86mV时,SCC机制为阳极溶解机制,在-749.86~-839.19mV之间时为阳极溶解和氢脆混合机制,小于-839.19mV时为氢脆机制。     

X80管线钢在近中性环境中阴极保护下的应力腐蚀敏感性

目前,对管线钢在外加电位下的应力腐蚀开裂的研究尚不全面.应用慢应变速率拉伸、扫描电镜(SEM)观察和动电位极化测试方法,研究了在近中性模拟土壤溶液(NS4)中,不同阴极保护电位下X80管线钢的应力腐蚀开裂(SCC)行为.结果表明:X80管线钢的SCC行为与阴极保护电位密切相关;在-850,-1000,-1 200 mV(相对饱和硫酸铜电极)3个保护电位下,阴极过程析氢反应起主要作用,随着阴极保护电位的负移,X80管线钢的脆性逐渐增大;在-1 200 mV条件下SCC敏感性系数最高,形变硬化指数最低,SCC现象最为严重.     

外加电位对X80钢在玉门土壤模拟溶液中应力腐蚀的影响

采用慢应变速率拉伸实验研究X80钢在土壤模拟溶液中的应力腐蚀敏感性。以玉门地区的碱性土壤为基础,分析不同电位对应力腐蚀的影响。用扫描电镜对断口及二次裂纹形貌进行观察。结果表明:阳极电位下X80钢应力腐蚀敏感性不高。高阳极电位下,阳极溶解在一定程度上抑制了应力腐蚀。阳极电位较弱以及开路电位下,阳极溶解较弱,裂尖和其他表面存在溶解性差异,这些因素有利于裂纹扩展。但是较慢的溶解速率以及相对高的应变速率使得裂纹没有足够时间发生有效扩展,应力腐蚀敏感性仍然较低。当外加阴极电位时,裂尖发生阳极溶解而其他位置受到阴极反应抑制,应力腐蚀敏感性增加。随着阴极电位降低,不断增加的氢影响裂纹萌生和扩展,应力腐蚀敏感性随外加电位的降低而增大。     

Cl~-和应力对X80管线钢电化学腐蚀行为的影响

目前,对于Cl~-和应力同时作用时钢铁腐蚀行为及机理的研究不多。采用动电位极化和交流阻抗谱,研究了Cl~-和应力对X80管线钢在高pH值溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:Cl~-对X80管线钢的钝化行为有显著影响,当Cl~-浓度小于0.10 mol/L时,X80管线钢表面会形成稳定的钝化膜,当Cl~-浓度大于0.10 mol/L时,则不会形成稳定的钝化膜。在自腐蚀电位下,少量的Cl~-可增加X80管线钢的腐蚀倾向,但大量Cl~-可降低其腐蚀倾向。外加应力使交流阻抗谱低频区出现第二段容抗弧,并且提高自腐蚀电位下X80管线钢的溶解速率。     

外加电位条件下X100/X80管线钢的应力腐蚀行为研究

以X100、X80管线钢为研究对象,通过在外加电位条件下的慢应变拉伸速率试验(SSRT),获取管线钢材料在空气中和不同外加电位下的慢拉伸应力腐蚀的应力-应变曲线,分析其应力腐蚀敏感性可知：外加电位对X100和X80管线钢在3.5%NaCl中性溶液中的SCC敏感性和腐蚀开裂机理有显著影响。相同应力腐蚀条件下,X100管线钢的SCC敏感性相对于X80管线钢更低。结合断口微观形貌和极化曲线快、慢扫测试分析X100/X80耐腐蚀性能的特征和差异,可以得出X100和X80管线钢材料在不同外加电位条件下的应力腐蚀机理类型：当外加电位高于-395 mV时,金属处于活化溶解状态;当外加电位置于-395～-462 mV(X80钢)或-395～-504 mV(X100钢)时,机理为膜破裂-阳极溶解(AD)和氢致开裂(HIC)型;如果外加电位进一步降低,机理表现为氢致开裂型。     

低应变速率应力腐蚀试验方法

本文叙述了用低应变速率应力腐蚀试验技术评定材料应力腐蚀开裂敏感性的方法。其内容包括:低应变速率应力腐蚀试验方法的原理、应变速度的选择、试验结果的评定以及与常规应力腐蚀开裂试验方法的比较等。试验结果表明,低应变速率应力腐蚀试验是一种比常规的恒载荷、恒变形方法更先进的应力腐蚀试验方法。     

铝合金应力腐蚀的电化学研究

应用电化学测试法、恒载荷拉伸法和慢应变速率拉伸法研究了硬铝合金LY12 3.5 %NaCl溶液应力腐蚀体系的电化学特性。结果表明应变速率比应力对电化学特性的影响更大。应变速率为 1.13× 10 - 5/s时 ,应力腐蚀较为敏感 ;形变强化阶段力学、化学效应最为明显 ;LY12的应力腐蚀开裂是阳极溶解和氢脆共同作用的结果     

X80级管线钢硫化物应力腐蚀开裂研究

采用NACE三点弯曲方法,通过SEM、TEM等手段研究了两种成分的X80级管线钢的硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)行为.腐蚀介质为CH3COOH(0.5%) 去离子水(99.5%) 通入饱和H,2S气体(纯度99.9%以上),试验溶液温度保持在(25±3)℃,试验时间200 h.结果表明,添加合金元素Cu,Ni的材料的临界应力值(Sc)超过1 390 Mpa,而未添加Cu,Ni的材料的临界应力值仅为770 Mpa.添加合金元素Cu,Mi可以获得细小均匀的针状铁素体组织,大量晶粒承受氢压,可以显著提高材料的临界应力值(Sc),从而提高了材料抗SSCC的性能.针状铁素体内高密度缠结的位错和微合金元素的碳氮化物在位错网络上的沉淀析出,起到了强烈的氢陷阱作用,是针状铁素体具有良好抗SSCC性能的主要原因之一.     

交流干扰对X80管线钢腐蚀电位的影响规律研究

为进一步明确交流干扰过程中埋地金属管道腐蚀电位所处极化区域的极化斜率之比对腐蚀电位偏移的影响,通过提高腐蚀电位的采集频率等方法从交流电流密度和干扰时间等角度综合分析研究了交流干扰对X80钢在库尔勒土壤模拟液中腐蚀电位的影响规律。研究表明:施加交流干扰后,1 Hz采集频率得到的相对平均腐蚀电位会发生偏移,其偏移方向与100 Hz采集频率得到的相对真实腐蚀电位处的阳极和阴极极化区的极化斜率之比r密切相关,r大于1平均电位正移,反之负移;随着干扰时间的延长,在J_(ac)=10~50A/m~2时,腐蚀电位偏移量变化较小,而在J_(ac)=100~400 A/m~2时腐蚀电位偏移量先明显减小后稳定。     

X65管线钢焊接接头在模拟浅表海水环境中的应力腐蚀试验研究

在海水环境中,由于海水从海底管道外管焊缝浸入,导致外管焊接接头断裂。为了研究可能导致X65外管焊接接头断裂的因素,应用慢应变速率拉伸试验(SSRT),通过应力-应变曲线、扫描电镜(SEM)等手段分析了3个X65管线钢焊接接头在空气及模拟浅表海水环境中的应力腐蚀性能。结果表明:在空气中X65钢焊接接头试样的延长量最大,达5.6 mm,在模拟海水中试样的延长量均减小,其中2号试样延长量最小,仅3.6 mm,表明试样在浅表海水中塑性变形能力降低;模拟海水中3个试样的应力腐蚀敏感性指数均处于有应力腐蚀倾向的范围;在空气中试样的断裂为韧性断裂;在浅表海水环境中试样的断裂为韧性断裂与脆性断裂的混合断裂,有应力腐蚀开裂的趋势;海水中含有的大量Cl~-导致焊接接头的应力腐蚀敏感性升高,失效风险增加。     

X70管线钢在湿H_2S环境中的应力腐蚀行为研究

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X70管线钢在湿H2S环境中进行慢应变速率拉伸应力腐蚀试验.研究各参数对X70管线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X70管线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.     

富锌涂层、阴极极化对管线钢应力腐蚀开裂敏感性的影响

为加强对油气管线钢腐蚀失效机理的认识,采用动态慢应变速率拉伸试验(SSRT),研究了弱酸性环境中富锌涂层与阴极保护对16Mn和X80 2种不同强度级别管线钢应力腐蚀开裂(SCC)敏感性的影响,探讨了2种管线钢的SCC机理.结果表明:在5%NaCl 0.5%CH3 COOH 酸性溶液中,16Mn钢的SCC机理以阳极溶解为主,富锌涂层和阴极保护均能有效提高16Mn钢的SCC抗力,前者效果优于后者;X80钢的SCC机理以氢脆为主,富锌涂层和阴极极化均促进其SCC过程,但富锌涂层提高X80钢SCC敏感性的程度低于与涂层自腐蚀电位相近的阴极极化作用.     

X80管线钢中微观组织非均匀性对残余应力影响的实验研究

目的 从微纳尺度研究X80管线钢微观组织的不均匀性对残余应力分布及释放过程的影响。方法 为了突出微观组织的非均匀特征,将X80管线钢升温到固溶温度(1 200 ℃)后随炉冷却,得到由大量多边形铁素体(PF)和退化珠光体(DP)构成的显微组织。以腐蚀后的自然形貌为散斑模型,采用聚焦离子束技术在不同微观组织内部进行环芯槽的铣削加工,并获取芯柱表面的变形图像,最后通过数字图像相关方法计算芯柱表面的应变演化。同时,利用纳米压痕技术测试不同区域的弹性模量,结合弹性理论计算分析不同组织内部的微观残余应力。结果 微观结构的不均匀性直接影响了残余应力的分布及释放路径。DP组织中的von Mises平均应变约是PF区域的2倍,残余应力主要存在于作为软质相的铁素体基底中。纳米压痕实验结果表明,DP中弹性模量的浮动比PF的更加剧烈。不同铣削深度下的残余应力呈现出非线性特征。当铣削深度达到1.1 μm时,PF和DP区域松弛释放的残余应力分别为232.6 MPa和385.2 MPa。结论 在微观尺度上,不同组织内的残余应力状态存在差异。微观组织在碳化物、结构形貌等方面的非均匀性将引起表面残余应力的梯度分布。     

钛合金慢应变速率拉伸应力腐蚀行为研究

对TA31和TC4ELI两合金分别在干燥空气、3.5% NaCl环境下进行慢应变速率拉伸试验。结合应力-应变曲线以及断口宏观、微观组织分析两种材料的应力腐蚀敏感性。结果表明:在35℃、3.5%(w,下同) NaCl溶液、应变速率为10^-6/s条件下,TC4ELI合金应力腐蚀敏感性较高,在5×10^-7/s和5×10^-6/s的应变速率下应力腐蚀敏感性较低;TA31合金在上述3种应变速率下应力腐蚀敏感性均较低;在3.5% NaCl环境中,TA31合金断口形貌较空气中试验的断口形貌无明显的变化,TC4ELI则出现较明显的解理面。     

时效工艺对2000系高强铝合金慢应变速率拉伸性能的影响

通过慢应变速率拉伸测试、金相、扫描电镜及透射电镜分析等研究了Al-3.88Cu-1.18Mg-0.31Mn铝合金在T6、T8、T3时效状态时的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明:在T6、T8及T3时效态下,合金的应力腐蚀开裂敏感性依次降低。合金应力腐蚀与晶间腐蚀具有正相关性,表现为电化学腐蚀特征,晶界与晶内电位差的大小决定了应力腐蚀开裂敏感性的高低,其与晶界及其附近区域的微观组织特征紧密相关。     

X80管线钢拉伸载荷作用下磁记忆效应

为研究X80管线钢的金属磁记忆效应,通过不同载荷水平的板材拉伸加-卸载以及离线磁场测量,结合多项式拟合与矢量分析,得到试件表面磁场长度方向分量极值、法向分量梯度值以及合成矢量的变化规律,并根据应力等效磁化模型对其进行解释。研究结果表明:在加载环境磁场和拉伸载荷的耦合作用下,磁场长度方向分量极值和法向分量梯度值均呈现出单调递增的变化规律,而磁场矢量会发生反转。当载荷在20 k N以内时,长度方向分量极值和法向分量梯度值均随载荷幅值增加而缓慢增加,磁场矢量大小及其与长度方向的夹角随载荷增加而缓慢减小;而当载荷大于20 k N时,长度方向分量极值、法向分量梯度值以及磁场矢量大小均呈线性增加趋势,磁场矢量方向发生反向并逐渐趋于恒定。     

预应变对X80级螺旋缝埋弧焊接管线钢拉伸性能的影响

对X80级钢螺旋缝埋弧焊接钢管材料进行轴向拉伸预应变量与拉伸性能关系的试验研究。结果表明：随着预应变量的增加（≥1．5％）,管体横向的屈服强度上升,而抗拉强度则无明显变化。     

低含水率和温度对X80管线钢在沈阳土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

为探究低含水率和温度对X80管线钢在沈阳草甸土土壤模拟溶液中对电化学腐蚀行为的影响,利用失重试验、交流阻抗技术、动电位极化技术方法测定其阻抗谱、极化曲线等数据并结合扫描电子显微镜(SEM)进行分析。结果表明随着含水率由10%升高至30%过程中,产物膜被破坏,从而逐渐加剧了X80管线钢的腐蚀,生成大腐蚀坑。含水率为30%时腐蚀最为严重。以极致腐蚀性含水率(30%)进行不同温度的电化学试验发现,随着温度的升高会加速X80钢在沈阳土壤中的腐蚀速率.室温(16℃)下,X80钢的产物膜较为致密,完整性较好,覆盖均匀,对试样起到保护作用,腐蚀程度较轻;当温度逐渐升高至异常温度(65℃)时,试件腐蚀速率明显加快,试样表面的产物膜破损严重,完整性和均匀性都较差,腐蚀产物大面积脱落,腐蚀行为加剧。     

用低应变速率方法测定919铝合金的应力腐蚀敏感性

用低应变速率方法测定了３种热处理状态的９１９铝合金的应力腐蚀敏感性，结果表明，３种状态合金的应力腐蚀敏感性顺序与在恒载荷试验中获得的结果具有很好的相关性。因而，低应变速率方法适用于９１９及其同类合金的应力腐蚀性能研究。