剥离涂层下X80输气管线钢阴极保护行为模拟研究

输气管道防腐涂层剥离后引起腐蚀和阴极保护电位(CP)异常。为此,基于有限元方法建立了X80管线钢缝隙腐蚀的三维模型,研究了剥离涂层与阴极保护的相互作用关系。结果表明：不加CP电位时,缝隙开口到缝隙底部的电位变化幅度较小;当外加-1000mV_SCECP时,整个缝隙内电位处于过保护状态。     

X80管线钢在库尔勒土壤中的腐蚀行为研究

采用电化学阻抗谱(EIS)及动电位扫描技术研究了温度和pH值对X80管线钢在库尔勒土壤中的腐蚀行为,并利用金相显微镜观察了不同温度及pH值下的腐蚀形貌。结果表明:X80管线钢在库尔勒土壤环境中会形成一层保护性较好的钝化膜,且随着温度的升高,钝化膜稳态电流增大;而膜电阻及扩散电阻则随介质pH值的增强而减小,X80钢的腐蚀速率随之减小。     

油气管道X80管线钢的干式滑动摩擦磨损特性研究

以球-盘接触方式,通过X80管线钢(评价材料)与淬硬冷作模具钢Cr12Mo V(62±1HRC,对偶材料)的干式滑动摩擦磨损试验,揭示了滑动速度和法向载荷对摩擦特性的影响规律,分析了X80管线钢磨损表面的磨损机理。结果表明,滑动速度在0.05~0.15m/s范围时对摩擦系数的影响有限;当滑动速度在0.15~0.25m/s范围时对摩擦系数的影响较大。当载荷在1~3N范围时对摩擦系数的影响较大;载荷在3~9N范围对摩擦系数基本无影响。X80管线钢的磨损率随滑动速度的增大以线性方式增大,而随载荷的增大以非线性方式升高,载荷越大,影响越显著。X80管线钢的磨损以磨粒磨损与粘结磨损为主,疲劳磨损为辅。     

X80管线钢在鄯善土壤模拟溶液中的腐蚀行为

采用失重法、电化学测试、SEM、EDS等方法,研究了X80管线钢在鄯善土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明:X80钢在3个测试点模拟土壤溶液中以全面腐蚀为主,局部位置发生点蚀;在不同模拟溶液中的腐蚀速率大小依次为AN000>AN065>AN016;随着浸泡时间的增加,Ca2+吸附在X80钢表面并形成Ca的产物层,有效地减缓了X80钢在AN016模拟溶液中的腐蚀。在含盐量较高的土壤环境中,富集在钢基表面的结晶盐对钢的腐蚀具有一定的减缓作用。     

陕北盐渍土壤对X80管线钢电化学腐蚀行为的影响

采用电化学测试、SEM及EDS微观分析等方法,研究了X80管线钢在陕北水饱和盐渍土壤中的电化学腐蚀行为。结果表明,在水饱和盐渍土壤中,随腐蚀时间延长,X80钢腐蚀趋势和腐蚀速率均明显增大,局部腐蚀面积和深度不断增加,钢基体表面由以全面腐蚀为主转为以局部腐蚀为主,腐蚀机理为氧浓差腐蚀电池和局部腐蚀自催化效应,腐蚀速度主要受氧扩散过程控制;EIS图谱具有双容抗弧与Warburg阻抗特征,电荷传递和扩散传质的阻力随时间越来越大,而结合层电阻明显减小,这与钢表面生成腐蚀产物膜的完整性和致密性有关,腐蚀产物主要为铁的氧化物、硫化物和土壤中盐类的混合物。     

X80管线钢在格尔木土壤模拟溶液中的耐腐蚀性能

采用失重法、电化学测试、SEM及XRD微观分析等方法,研究了X80管线钢在格尔木土壤模拟溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,在格尔木土壤模拟溶液中,随着浸泡时间的增加,X80钢平均腐蚀速率明显下降,但腐蚀趋势增加,钢基体表面由以全面腐蚀为主转为以点蚀为主;X80钢的阴极反应为氧的去极化;腐蚀产物主要由FeOOH（表层）和Fe₃O₄（内层）组成;X80钢的耐蚀性及腐蚀形态与各试样表面生成的腐蚀产物膜的完整性和致密性有关。研究还发现氯离子含量是影响腐蚀的主导因素。     

硼酸应用在耐高温涂层中的研究

选取硼酸高温脱水后的混合物作为填料,与高岭土、滑石粉、铝粉等填料制备了以有机硅树脂为基料,可以耐受800℃的耐高温防护涂层并测试了涂层的各项性能。为研究硼酸混合物在涂层高温灼烧过程中的作用机理,对涂层在经200℃固化、500℃高温灼烧和700℃高温灼烧后的表层形貌、元素和涂层物质变化情况进行分析。阐明了涂层中有机硅树脂上的有机基团会在500℃时大量分解。硼酸混合物在高温下,会以熔融态填充有机硅树脂分解挥发产生的空隙,并粘接其他颜填料,但是涂层表面会有硼酸混合物脱水造成的少量凹陷存在。     

浅论巨龙高钢级管线钢(X80)抗硫化氢腐蚀性能的试验及其结果分析

管道输送是油气运输中最便捷、经济和可靠的方式,它是随着石油工业的发展而产生的,而腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素,因此,研究管线钢的抗腐蚀性能至关重要。本文通过二次热处理技术、硬度测试及显微组织分析等方法,对X80钢在不同PH值H2S溶液中的腐蚀情况作了系统的研究。对不同PH值溶液相同时间、同一PH值不同时间腐蚀后的X80管线钢做了分析比较;并且通过观察热处理过程、PH值、时间对材料腐蚀程度的影响,对X80管线钢的腐蚀情况有了进一步的了解。通过实验结果及理论分析可以得出热处理工艺对X80管线钢的腐蚀性能没有显著影响。经过不同热处理加工的试样在同样的腐蚀条件下,最终的腐蚀程度差别不明显;腐蚀对X80钢的硬度值无显著影响。试样在不同PH值溶液中经过不同时间的腐蚀,最终硬度值的变化很小;PH值低的溶液腐蚀程度大于PH值高的溶液,腐蚀程度随着腐蚀时间的增加逐渐缓慢。     

管线钢API 5L X80焊接工艺试验

本文针对沙特某联合循环机组燃气缓冲站高强度钢X80进行焊接工艺试验,结果表明,API 5L X80管线钢具有良好的焊接性能,试验中选用的焊材和工艺参数等能够用于指导X80管线钢的焊接。     

碳钢表面TiO2涂层耐蚀性和耐高温氧化性的研究

用溶胶 -凝胶法在碳钢表面制备TiO2 涂层。考察了络合物类型及其用量、水与乙醇用量对涂层耐蚀性( 10 %H2 SO4介质 )和耐高温 ( 65 0℃ )氧化性的影响。用正交设计法优选出涂层溶胶的组成与配比。结果为乙醇∶络合物M∶水∶钛酸丁酯 =47∶0 75∶3∶1,涂层的腐蚀速率和氧化速率分别为 1 480g/ (m2 ·h)和 6 610 (g/m2 ·h)     

X80钢管防腐环氧粉末涂层技术的研究

重点阐述采用自主合成的Amanda979系列固化剂,优选环氧树脂辅助填料、助剂等材料,制成X80钢管防腐环氧粉末涂料。试验结果表明:X80钢管防腐环氧粉末涂料180～185℃能在2～3min快速固化、具有卓越的附着力、耐高温阴极剥离(经过1.5V/65℃的阴极剥离试验30d,阴极剥离半径为<10mm),符合新的FBE管道防腐涂层(简称HCD-FBE)技术要求。     

动态过程钢坯高温防氧化技术

概述了国内外钢坯高温防氧化涂料的研究现状。分析了动态过程钢坯高温防氧化涂料的技术要求。介绍了一种自主开发的动态过程钢坯高温防氧化涂料的应用状况。指出钢坯高温防氧化技术研究对减少钢材高温损耗、降低能源、提高生产效率和经济效益有重要的现实意义。     

Photo-electrochemical studies of the local dissolution of a hydrogen-charged X80 steel at crack-tip in a near-neutral pH solution

In this work, the photocurrent densities of a pre-cracked X80 pipeline steel under various applied forces in the absence and presence of hydrogen-charging were measured in a near-neutral pH solution through a photo-electrochemical system. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was also measured on the steel electrode to obtain the local impedance under various test conditions. It was determined that, of the total photocurrent density measured at the crack-tip of the charged steel, the photo-induced current density, hydrogen-enhanced dissolution current density and photo-oxidative current density of hydrogen atoms contribute approximately 65.8%, 12.8% and 21.4%, respectively. An applied force increases the photocurrent density measured at crack-tip due to the enhancing stress concentration and the local electrochemical activity. In the presence of hydrogen-charging, the measured photocurrent density at individual applied force was higher than that measured on the uncharged electrode, which was associated with the hydrogen-induced dissolution current density and the photo-oxidation of hydrogen atoms. Under an identical applied force there was a higher photocurrent density at crack-tip than the region ahead of the crack for both charged and uncharged electrodes due to the high electrochemical activity at the crack-tip, resulting in more hydrogen atoms accumulating locally. The local electrochemical impedance measurements were consistent with the photo-electrochemical results to demonstrate the dependence of local dissolution rate of the steel at crack-tip on the applied force and hydrogen-charging.     

Preparation of carbon/carbon‐ultra high temperature ceramics composites with ultra high temperature ceramics coating

In order to increase the oxidation resistance of carbon/carbon (C/C) composites at long‐term high temperature, C/C‐Ultra High Temperature Ceramics composites (UHTCs) with a dual‐layer UHTCs oxidation coating was successfully designed and fabricated. The microstructure and ablation resistance were investigated and discussed. After ablation in arc‐heated wind tunnel with temperature being 2200°C for 1000s, the mass ablation rate and linear ablation rate were ?1.9 × 10^?2 mg/cm²s and 2.9 × 10^?5 mm/s, respectively. The formation of thermodynamically compatible oxide scale including ZrO₂ skeleton and SiO₂ or Zr–Si–O glass on the surface were mainly contributed to the excellent ablation resistance of the composite.     

钢质管道防腐用熔结环氧粉末固化反应特性

采用示差扫描量热法(DSC)在动态条件下研究了钢质管道防腐用熔结环氧粉末的反应特性,根据不同升温速率下测得的动态DSC曲线图谱,运用温度-升温速率(T-β)图外推法获得了基础的固化工艺参数,即凝胶温度(Tg)92.76℃、固化温度(Tc)133.94℃和后处理温度(Tt)160.58℃。并采用Kissinger方程和Crane公式计算确定了体系的固化反应动力学模型方程式,在此基础上,预测了等温条件下该种管道用熔结环氧粉末涂料的固化反应特性,对今后的管道防腐涂层施工提供了理论参考。     

抗高温阴极剥离防腐环氧粉末涂料的研究

阴极保护和防腐层的联合应用是埋地钢质管道防腐蚀普遍采用的一项技术,已在国内数万公里管道上应用,取得了显著效果。经长期经验积累与技术不断进步,川气东输工程设计对环氧粉末涂层性能指标提出更高的要求,例如:-1.5 V电压下,60℃NaCl溶液浸泡30 d,阴极剥离的剥离半径≤15 mm。通过对阴极剥离对涂层的影响分析,采用自主合成的Amanda1168线形三官能环氧树脂及Amanda999B互穿网络的复合固化剂,辅助纳米硅材料,制成抗高温阴极剥离的粉末涂料,试验结果表明达到川气东输工程技术要求。     

多因素影响下的X80管道钢两相流冲蚀腐蚀特性

长距离油气输运管道运行工况复杂,事故频发,冲蚀腐蚀是导致管道局部失效的典型问题之一,受多因素作用影响。为探究管道钢冲蚀腐蚀多因素影响机制,通过全因子实验设计方法,量化比较了包含不同颗粒浓度、冲击角度、氯离子浓度和pH的多变量系统中单一因素和因素间相互作用对X80管道钢冲蚀腐蚀损失的影响效应,并分析了它们的显著性与方向性。统计学分析结果表明,4个单一因素对冲蚀腐蚀损失均有显著影响,其中颗粒浓度和氯离子浓度与冲蚀腐蚀损失正相关,pH和冲击角度与冲蚀腐蚀损失负相关;因素间协同作用中只有颗粒浓度与氯离子浓度之间的协同作用以及颗粒浓度与冲击角度之间的协同作用效应显著,其余交叉因素效应不显著。此外,根据这些因子对X80管道钢冲蚀腐蚀质量损失速率影响的显著性,给出了作用大小排序,并通过显微照片分析了不同条件下材料损失模式,讨论了因素间协同作用机制,用示意图对因素作用效果和作用机理进行了解释。     

Nanostructured Y2O3 plasma coating for high temperature oxidation protection

This paper investigates the effect of nano-size and micron-size Y₂O₃ powder-coated specimen on high-temperature oxidation resistance of low-alloy Cr–Mo steel (2.25 Cr-1 Mo steel). Both are powder coated by plasma spray coating method. The oxidation rate and reaction kinetics are studied and the post-corroded scales are characterized in Field Emission Scanning Electron Microscope and X-ray Diffraction. The results clearly indicate that nanosize Y₂O₃-coated (nanostructured) specimen improves the high-temperature oxidation resistance in comparison to the micron-size Y₂O₃-coated specimen. The detail mechanism of the oxidation of both the coated specimen is discussed in detail in this paper.