组织特征对X70MS管线钢抗H2S腐蚀行为的影响

对X70MS钢铸坯采用TMCP和TMCP+ QT两种工艺生产,检测钢板的抗H2S腐蚀性能.采用光学电镜(OM)和扫描电镜(SEM)对不同工艺下钢的显微组织和断口形貌进行研究分析.试验结果表明,两种工艺条件下显微组织均由贝氏体、多边形铁素体和少量的珠光体组成.然而采用TMCP+ QT工艺生产的钢的显微组织比TMCP工艺条件下的显微组织分布更加均匀,且原存在于热轧态钢板中的MA岛组织消失,使得TMCP+ QT钢板的抗HIC性能得到有效提高.     

X65管线钢在模拟土壤中的腐蚀行为

以华南某地酸性土壤为参考土壤体系,采用硅藻土模拟土壤实验室加速腐蚀法,应用X射线衍射仪、扫描电镜、电化学工作站等系统研究了X65管线钢在模拟土壤腐蚀环境介质中埋地腐蚀不同周期的腐蚀行为。结果表明:在该模拟土壤环境中X65管线钢表面腐蚀形貌由不均匀的点蚀发展为较为均匀的全面腐蚀,电化学极化曲线表现为阳极活化控制,自腐蚀电位出现正移,腐蚀产物主要由α-FeOOH、Fe_3O_4、Fe_2O_3等组成。     

恒位移加载条件下X65管线钢H2S应力腐蚀研究

采用楔形张开加载恒位移实验研究了X65管线钢在H2S溶液中的应力腐蚀开裂行为,并得出了X65管线钢母材、焊缝和热影响区的临界应力强度因子KISCC分别为55.7093 MPa•m 1/2、33.3189 MPa•m1/2和38.0711 MPa•m1/2;平台处的裂纹扩展速率da/dt分别为3.38×10－9m/s、3.5×10－9 m/s和3.5×10－9m/s.研究结果还表明,焊缝比母材具有更高的应力腐蚀敏感性.      

抗H2S腐蚀X70MS管线钢的开发

针对X70MS管线用钢板开发过程中钢板芯部落锤性能不良的问题，采用了不添加Mo、低碳的化学成分设计，且冶炼过程严格控制S、P含量；对轧制工艺进行了优化，采用粗轧3道次（递增的压下率）和精轧前3道次（递减的压下率）单道次压下率大于18%的轧制工艺，以及开冷温度控制为750~760 ℃，钢板出超快冷返红温度控制为490~520 ℃的措施，保证钢板芯部获得了细小针状铁素体组织，显著改善了钢板芯部落锤性能。此外，对钢板抗HIC和抗SSCC性能进行了评价，结果表明X70MS管线钢具有良好的抗HIC和SSCC性能。     

抗H2S腐蚀X70MS管线钢的开发

针对X70MS管线用钢板开发过程中钢板芯部落锤性能不良的问题,采用了不添加Mo、低碳的化学成分设计,且冶炼过程严格控制S、P含量;对轧制工艺进行了优化,采用粗轧3道次（递增的压下率）和精轧前3道次（递减的压下率）单道次压下率大于18%的轧制工艺,以及开冷温度控制为750~760 ℃,钢板出超快冷返红温度控制为490~520 ℃的措施,保证钢板芯部获得了细小针状铁素体组织,显著改善了钢板芯部落锤性能。此外,对钢板抗HIC和抗SSCC性能进行了评价,结果表明X70MS管线钢具有良好的抗HIC和SSCC性能。     

交变应力频率对E690钢在3.5%NaCl溶液中腐蚀电化学行为的影响

采用电化学技术与微观形貌观察,研究了不同频率(0.1,0.5,1.0,1.3,1.8和2.0 Hz)弹性交变应力下E690高强海洋工程用钢在3.5%(质量分数) NaCl溶液中的腐蚀电化学行为,探讨了加载频率对腐蚀反应机理的影响。结果表明,存在一个临界频率,将交变应力作用下腐蚀电化学行为分为两个不同的阶段。加载频率在临界频率以下时,随着弹性交变应力加载频率的增大,E690钢的应变速率峰值增大,钢的表面产生活性位点增多,腐蚀过程主要受活化控制,腐蚀速率和局部腐蚀面积均随着加载频率的提高而增大。加载频率超过临界频率时,腐蚀过程主要受扩散控制,腐蚀速率和局部腐蚀面积不受加载频率变化的影响。     

国产X80管线钢的H2S应力腐蚀开裂行为

采用三点弯曲加载法,研究了国产X80管线钢及其焊接接头的抗H2S环境应力腐蚀开裂（SSCC）行为.结果表明,热影响区（HAZ）对应力腐蚀开裂最为敏感,主要是HAZ组织不均匀、晶粒粗大、硬度大,易引起局部腐蚀,从而导致该区SSCC敏感性高。母材的纵向和横向取样对H2S应力腐蚀不敏感,薄壁管材较厚壁管材有更好的H2S环境应力腐蚀抗力.      

X65管线钢的高温热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了X65管线钢的高温热变形行为.结果表明,X65管线钢在给定的试验条件下,随着变形温度降低及应变速率增加,流变应力增加,同时峰值应变增加;实验钢的热变形激活能为276.9kJ/mol,建立了X65管线钢的热变形方程,确立了峰值应力σ_p与Zener-Hollomon因子的关系.     

X65管线钢在成品油管道沉积物中的微生物腐蚀行为

目的分析华南一成品油管道内微生物腐蚀(MIC)的主要原因及行为,为成品油管道安全运行提供支撑。方法利用微生物分析、表面分析和电化学手段,分析成品油管道沉积物中可能引发腐蚀的细菌群落,研究细菌群落协同作用下,X65管线钢的腐蚀状态,并对X65管线钢在成品油管道沉积物稀释液中的MIC行为进行分析。结果从属水平来看,成品油管道沉积物中相对丰度大于0.1%的29种菌属中有13种可能引发MIC。在实验的1～3天,天然稀释液体系(X65-Bacteria)的OCP持续正移,且正移幅度大于灭菌稀释液体系(X65-Asepsis),第3天的EIS阻抗弧半径最大。在实验的3～7天,天然稀释液(X65-Bacterias)体系的OCP负移,且负移程度明显大于灭菌稀释液(X65-Asepsis)体系。在实验的第7天,天然稀释液(X65-Bacterias)体系的阻抗弧半径小于灭菌稀释液(X65-Asepsis)体系,且自腐蚀电位更负。对生成的生物膜进行成分分析发现,生物膜和腐蚀产物膜主要由有机物和铁的氧化物组成。结论柠檬酸杆菌属(Citrobacter)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)可能是造成华南一成品油管道沉积物中MIC的主要菌群。在管道沉积物中细菌群落的协同作用下,X65管线钢的腐蚀速度加快。     

X65钢在模拟集输管道环境中的腐蚀行为

通过腐蚀失重、SEM、XRD等方法,研究了X65钢在模拟集输管道CO_2/油/水环境中的腐蚀特性。结果表明:X65钢腐蚀速率随流速和CO_2分压升高均呈现先增大后减小的趋势,存在临界流速和临界压力;低于临界值,基体表面上生成的腐蚀产物疏松多孔、不稳定,高于临界值后形成的产物膜致密、附着力较强,具有一定保护作用;流速增大超过1m/s会使油膜比较均匀地吸附在试样表面,减少了腐蚀反应活性点,一定程度上保护了基体不被腐蚀,腐蚀速率下降;随CO_2分压增大,CO_2在原油内的溶解度增加使原油黏度下降,流动性变好,与基体接触和吸附的概率增加,对X65钢的缓蚀作用增强,也会使腐蚀速率下降。     

X100管线钢在酸性土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为

采用慢拉伸(SSRT)、动电位极化和SEM观察等方法,研究了在不同的阴极保护电位条件下X100钢在酸性土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为.结果表明,X100钢发生穿晶裂纹的应力腐蚀,裂纹的萌生和发展与阴极保护电位有关.完全阳极过程控制时,X100钢无裂纹出现,但出现晶间腐蚀;在混合过程控制时,应力腐蚀敏感性较低,裂纹发展缓慢;在完全阴极过程控制时,氢脆机制起主要作用,裂纹扩展迅速.     

温度对X70钢在高pH值溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗谱技术、Mott-Schottky等测试方法,研究了温度对X70钢在高pH值溶液 (0.5 mol/L Na₂CO₃+0.5 mol/L NaHCO₃) 中钝化膜性能和电化学腐蚀行为的影响。结果表明：随着温度升高,X70管线钢的点蚀电位降低,维钝电流密度和钝化膜的极化电阻减小。在实验温度范围内,钝化膜为Fe₂O₃和Fe₃O₄的混合物,半导体类型为n型半导体,且不随温度升高而改变。但是随着温度的升高,钝化膜缺陷密度增加,膜厚度减小,腐蚀倾向增大。因此,温度升高会降低钝化膜的稳定性,导致其保护作用下降。     

X70 MS管线钢焊接接头硫化物应力腐蚀敏感性及氢捕获效率

目的分析探讨氢在X70级抗酸管线钢(X70MS)母材及焊接接头中的氢捕获效率及其对硫化氢应力腐蚀开裂(SSCC)敏感性的影响机理。方法依据NACETM0177标准,采用应力环拉伸试验分别获得X70 MS管线钢母材及焊接接头SSCC的临界应力门槛值(σscc)。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察拉伸断口形貌、氢显试验后表面形貌以及电化学充氢后裂纹区域EBSD观察。利用改进的D-S双电解池氢渗透技术,联用Letry应力腐蚀试验机,测量母材及焊接接头的氢渗透动力学参数。结果 X70 MS管线钢母材和焊接接头发生SSCC的临界应力门槛值σscc分别为362.1 MPa和338.4 MPa,拉伸断口均呈脆性断裂特征。与母材相比,焊接接头的氢渗透通量J∞和表观氢浓度Capp较大,氢有效扩散系数Deff较小,被捕获的晶格氢、可逆氢和不可逆氢浓度均较高。结论 X70MS管线钢焊接接头具有比母材较高的SSCC敏感性,一方面是由于焊接接头中的板条贝氏体组织晶界及其亚晶界均是氢扩散通道及捕获陷阱,具有较高的氢捕获效率;另一方面,焊缝区中有相对较多的易于裂纹穿晶扩展的{101}//ND取向晶粒,在应力和可逆氢的共同作用下,裂纹易穿过这些取向晶粒快速扩展。     

温度对X52管线钢C02腐蚀电化学行为影响

利用动电位极化和电化学阻抗谱技术,研究了温度（30℃,50℃,70℃）对X52管线钢在饱和CO2的NaCl溶液中腐蚀过程的影响。由实验结果得出温度升高促进腐蚀反应的阳极过程和阴极过程,使X52管线钢腐蚀速率增大而且温度对阴极过程的促进作用大于阳极,使Ecorr正向移动;同时温度升高增大了腐蚀产物的形成速率,使其在电极表面析出并以膜层的形式存在,但温度的改变并没有改变X52管线钢在此环境下的腐蚀机理。     

X80管线钢在东南酸性土壤环境中的电化学腐蚀特征研究

采用电化学测试、扫描电镜观察、表而能谱分析及X射线衍射等方法,研究了原始态与退火处理态的X80管线钢在东南酸性土壤模拟溶液中的电化学腐蚀特征与机理,分析了热处理工艺和腐蚀时间等因素对X80钢极化曲线的影响.结果表明,退火态X80钢耐蚀性低于原始态,这主要与X80钢组织因热处理发生改变有关;随着浸泡时间的延长,原始态与退火态的X80钢在东南酸性土壤模拟溶液中腐蚀趋势均减小,而腐蚀速率先增大后减小;其阴极过程受析氢腐蚀和吸氧腐蚀联合控制;腐蚀产生的锈层主要由FeOOH(表层)和Fe_3O_4(内层)组成,而腐蚀产物膜的完整性和致密性影响了X80钢表面的腐蚀过程,使管线钢表面的腐蚀破坏程度增加.研究还发现,氯离子含量是影响腐蚀的主导因素.     

外加拉应力对X80管线钢点蚀电化学行为的影响

运用电化学噪声测试技术,结合动电位极化方法研究了外加拉应力对X80管线钢在NaHCO₃ + NaCl体系中点蚀电化学行为的影响。结果表明,较小的外加拉应力（σ ≤100 MPa）对X80管线钢点蚀的发生有抑制作用,且抑制作用随应力的增大而增大;较大的外加拉应力（σ ≥200 MPa）对X80管线钢点蚀的发生有促进作用,且促进作用随应力的增大而增大。