X65碳钢在模拟油田采出水中的阴极保护研究

采用极化曲线、恒电位阴极极化和失重法,并结合SEM,EDS和XRD分析产物的形貌、成分和结构,研究了不同保护电位下X65碳钢的保护效果和机制。结果表明:该环境中,自腐蚀条件下的X65碳钢发生严重腐蚀,失重速率大,坑蚀严重;-800~-1000 mV的保护电位对X65碳钢的腐蚀均有明显抑制效果;-800 mV阴极保护电位下X65碳钢表面无良好的钙质沉积层形成,-900 mV下表面能生成牢固致密的钙质沉积层,有效降低保护电流密度,-1000 mV下沉积层容易因析氢反应而鼓泡脱落;相比于海洋环境,X65碳钢在油田采出水中的析氢电位偏正,沉积层中不含Mg(OH)2。     

缝隙宽度和外加阴极保护电位对NS4溶液中X80管线钢应力腐蚀敏感性的影响

采用慢应变速率试验(SSRT)研究了缝隙宽度和阴极保护电位对模拟剥离涂层下NS4溶液中X80管线钢的应力腐蚀敏感性的影响。结果表明:随着缝隙宽度的增加,X80管线钢的应力腐蚀敏感性呈先增大后减小的趋势,其在100μm缝隙宽度条件下的应力腐蚀敏感性最高;缝隙宽度为200μm时,随阴极保护电位的负移,X80管线钢的应力腐蚀敏感性呈先降低后升高的趋势;阴极保护电位为-1 100 mV时,X80管线钢的应力腐蚀敏感性较高是阴极析氢和应力的共同作用导致的。     

外加电位下X80双相管线钢在模拟沿海土壤环境中的应力腐蚀行为

采用交流阻抗谱、极化试验、慢应变拉伸试验研究了不同外加电位下在模拟沿海土壤环境中X80双相管线钢的应力腐蚀行为,对拉伸断口和极化后试样进行SEM表面形貌及能谱分析。结果表明,与慢扫极化(模拟的非裂尖区域)相比,X80双相管线钢快扫极化模拟的裂尖腐蚀电位较负且腐蚀电流较大。-750 mV外加阴极电位处于裂尖自腐蚀电位范围,不足以起到阴极保护的作用,对应力腐蚀仍十分敏感。外加电位为-1050 mV时,阴极反应速率显著大于阳极反应,阴极反应产生的氢被金属吸收且扩散,慢应变拉伸未经颈缩即发生断裂,为准解理断裂。外加阴极电位为-900 mV,阴极电流有效抑制了阳极溶解反应,因此管线钢在模拟沿海土壤溶液中慢应变拉伸抗拉强度和断面收缩率都最高,断口表现为韧性断裂,侧面裂纹细小,阻抗模值最大,应力腐蚀敏感性最小。     

X80管线钢在模拟土壤介质中的电化学行为

利用电化学测试手段,研究了X80管线钢在模拟土壤介质中的电化学行为.结果表明:土壤含水量达到20%时,X80管线钢在土壤介质中的腐蚀速度最大;当土壤介质pH<7时,以H-还原为主,析氢电位明显比碱性条件下低;外加电流阴极保护和涂层联合应用时,腐蚀电流先增大再减小,最后趋于稳定.     

低温低溶解氧海水环境中X70钢阴极极化行为研究

采用动电位极化曲线及恒电位极化法研究了X70管线钢在低温低溶解氧海水中的阴极极化行为,线性极化测试和表面分析技术分析了阴极保护后钙镁沉积层的形成情况.结果表明,8℃、1.5 mg/L溶解氧海水中X70管线钢的析氢电位最正,4℃、3.0 mg/L溶解氧海水中析氢电流密度最小.在低温低溶解氧海水中钙质层难以形成,要得到致密良好的钙质层需要较高的保护电位.低温低溶解氧海水条件有利于Mg（OH）₂沉积,对CaCO₃形成不利.     

外加电位对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用动电位扫描方法和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为,并用扫描电镜观察分析了不同外加电位下的断口形貌。结果表明,X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的极化曲线具有典型的活性溶解特征。随外加电位的负移,X80管线钢的应力腐蚀敏感性明显增加。阴极极化条件下,X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的SCC的开裂机制为氢致破裂(HIC)。     

X80管线钢在NaHCO_3溶液中的阳极电化学行为

采用动电位极化曲线、动电位电化学阻抗谱(DEIS)和SEM研究了X80管线钢在NaHCO_3溶液中的阳极电化学行为,结果表明:随着HCO_3~-浓度增加,X80管线钢腐蚀速率呈现先增加、后减小的趋势,X80管线钢钝化的临界HCO_3~-浓度为0.009 mol/L.随着HCO_3~-浓度增加,极化曲线阳极电流峰发生变化,当HCO_3~-浓度低于0.009 mol/L时,无阳极电流峰;当浓度在0.009—0.05 mol/L时,有一个阳极电流峰;当浓度增加到0.1 mol/L时,出现两个明显的阳极电流峰,且第1峰与第2峰的峰值电流比随浓度的增大而逐渐增大,DEIS结果与动电位极化曲线完全对应,二者相结合可以很好地研究在不同电位下NaHCO_3溶液中X80管线钢的腐蚀行为,同时对其腐蚀产物和腐蚀机理进行了分析。     

用电化学方法建立交流干扰下X70钢的最佳阴极保护电位

采用电化学方法测量X70钢在不同交流干扰电压下的极化曲线和不同阴极极化电位下的电化学阻抗,建立了确定交流干扰腐蚀下阴极保护电位范围和最佳保护电位的方法。结果表明,采用极化曲线和电化学阻抗谱可以确定X70钢的在有交流干扰的条件下的阴极保护参数;建议在交流干扰电压小于6V时X70钢的最佳保护电位选择-900 mV(vs.SCE)左右,交流干扰电压大于7V时选择-1000 mV(vs.SCE)左右。     

外加电位对X80管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用电化学动电位极化技术、慢应变速率拉伸(SSRT)实验和SEM对X80管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为进行了研究.结果表明:X80管线钢在酸性土壤环境中具有较高的SCC敏感性,其断口模式为穿晶SCC;SCC机制随外加电位的不同而改变,在外加电位高于-930 mV时,其SCC机制由阳极溶解和氢致腐蚀两种电极过程控制,呈现阳极溶解和氢脆复合机制;当电位低于该电位时,其SCC为氢脆机制.随着外加阴极电位的降低,X80管线钢的SCC敏感性不断增大;与X70钢相比,氢脆作用在X80管线钢SCC过程中发挥了更重要的作用.     

外加电位对X80管线钢在轮南土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)实验、SEM观察和动电位极化曲线测量等方法,研究了外加电位对X80管线钢母材及焊缝在轮南土壤模拟溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明,X80钢母材及焊缝在轮南土壤模拟溶液中均具有一定的应力腐蚀敏感性。在同一外加电位下,X80钢焊缝的SCC敏感性高于母材的;X80钢SCC敏感性及开裂机理受外加电位影响显著,在-500 mV外加阳极电位下,X80钢的SCC机理为裂尖阳极溶解-膜破裂机制,在-800 mV阴极电位以下(-850,-1000和-1500 mV),氢脆作用在SCC过程中的影响明显增强,阴极析氢反应促进了钢的氢致开裂,导致X80钢SCC敏感性显著增加。     

X80钢级管线钢焊接工艺试验

在选定焊接方法、焊接材料和工艺参数条件下,进行了X80管线钢试件焊接和接头性能试验。结果表明,X80管线钢具有良好的可焊性,选用的焊接材料和工艺参数可用于这种材料管道的现场焊接及焊缝返修。     

X70管线钢的生产工艺

介绍了安阳钢铁股份有限公司在150 t转炉、连铸、炉卷轧机生产线上对高强度高韧性X70工艺管线钢的研发过程,包括成分体系设计和采用的工艺措施。通过合理运用微合金化技术和炉卷卷取轧制工艺开发的管线钢,组织性能优良,满足新时期长距离油气输送管道要求。     

X80管线钢焊接工艺参数研究

采用热模拟技术、工程测试手段和显微分析方法,研究了线能量和预热温度对X80管线钢焊接热影响冲击韧度的影响规律，并分析了其原因，从而推荐出最佳焊接工艺参数.     

管线钢X80的CCT曲线研究

采用膨胀仪研究管线钢X80连续冷却过程中的相变规律。采用热膨胀法和金相法相结合测绘管线钢X80的CCT曲线,并研究冷却速率对组织和硬度的影响规律。实验结果表明:不同的冷却速率下实验钢的组织不同。低冷速下,管线钢X80的组织均为多边形铁素体外加少量的珠光体;随着冷速的增加(3℃/s时),多边形铁素体逐渐转变为针状铁素体;当冷速达到50℃/s以上时,还会出现贝氏体组织。随冷速的提高,实验钢的硬度呈逐渐上升趋势。     

不同电化学充氢状态下X70、X80管线钢的断裂特性

X70、X80高级管线钢主要用于油气田管道,如果长期在常温高压（压力最高可达25 MPa）的氢环境中使用,极有可能会出现氢脆现象,进而引发脆性破坏事故。本文通过对X70、X80两种管线钢的静态和动态电化学充氢试验,对两种管线钢在不同充氢状态下的氢含量等进行了分析,并详细讨论了其断口形貌。     

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管线钢焊接接头CTOD断裂韧度

根据BS74 4 8断裂韧度试验标准 ,对X6 5管线钢焊接接头的低温 (0℃ )裂纹尖端张开位移 (CTOD)进行了测试。取尺寸为B× 2B(B为试样厚度 )、缺口方向为NP的试样进行三点弯曲试验 ,然后由所得到的 0℃下母材、焊缝和热影响区 (HAZ)的P -V曲线来计算CTOD值 ,并对试验结果进行了讨论和总结。对显微组织的分析表明 ,共有3个HAZ试件不满足裂纹尖端不超过熔合线 0 .5mm且落在粗晶区内的要求。该结果恰好与P -V曲线和所得的CTOD值相一致 ,从而解决了试验值分散性大的问题 ,同时为ECA评估提供了重要依据 ,验证了BS74 4 8标准的合理性并体现了它的优越性。     

X80管线钢钝化膜的光电化学性能

利用电容测试法和光电流技术研究了X80管线钢在NaHCO3/Na2CO3缓冲溶液中所成钝化膜的半导体性能和光电流特性,分析了成膜电位、成膜时间、Cl-浓度,溶液pH值以及成膜温度等因素对膜光电流响应的影响.结果表明,X80管线钢钝化膜的Mott-Schottky直线部分的斜率和光电流均为正,表明钝化膜呈现n型半导体特性.随着成膜电位的增加、成膜时间延长、溶液pH值升高、成膜温度及溶液中Cl-浓度的减小,Mott-Schottky直线部分的斜率和光电流响应均呈增大趋势,表明钝化膜内施上密度减小.     

X80管线钢管焊接技术

介绍我国X80管线钢管焊接性能和焊接工艺,指出焊接工艺存在焊接质量与焊接生产率的矛盾。提出采用电磁搅拌的X80管线钢管焊接技术和电磁搅拌产生方法,解决了X80管线钢管焊接质量和焊接生产效率之间的矛盾。     

高级别 X100管线钢的相变规律

用Gleeble-3500热力模拟试验机对X100级别管线钢在不同冷速下的相变规律及组织状态进行了研究。结果表明,奥氏体向铁素体转变温度大概在600℃,铁素体向贝氏体转变温度在400～500℃,贝氏体转变终了温度在300～400℃;随着冷却速度升高,组织中粒状贝氏体和板条贝氏体比例增大,晶粒更细小,硬度增加。实验室轧制显示,当冷速大于10℃/s能得到力学性能合格的X100管线钢。