X70管线钢抗氢致开裂性能研究

研究了4个批次X70管线钢抗氢致开裂(HIC)性能,结果表明,经硫化氢腐蚀试验后,试样表面均出现了氢鼓泡,仅A177批次出现氢致裂纹。试样内部夹杂物以及微观组织偏析导致了氢致裂纹的产生和生长。试样表面存在的硫化物和氧化钙夹杂物是导致氢致鼓泡产生的重要原因。     

高强度管线钢的抗氢致裂纹性能

 耐蚀性是影响管道可靠性的重要因素,其中氢致裂纹是管道的失效形式之一。笔者依据NACE TM0284 96 HIC试验标准,对不同组份、不同成形工艺的管线钢的抗氢致裂纹性能进行了测试,研究了珠光体组织偏析带及C、Mn、S元素对管线钢氢致裂纹性能的影响。结果表明：随珠光体偏析带组织的产生,管线钢抗氢致裂纹性能下降;碳含量增加,将增强氢致裂纹敏感性;同时,Mn、S易造成低温组织、夹杂物和聚合物的偏析,将导致管线钢氢致裂纹敏感性的增强。     

Q345R(HIC)钢抗氢致开裂性能实验研究

针对唐钢中厚板公司生产Q345R(HIC)钢的抗氢致开裂性能展开实验研究,并与常规压力容器用钢Q345R的抗氢致开裂性能进行对比。结果表明:Q345R(HIC)钢的抗氢致开裂性能优于常规Q345R钢,前者的裂纹长度率(CLR)、裂纹厚度率(CTR)及裂纹敏感率(CSR)均为0,具有良好的抗氢致开裂性能。     

管线管氢致开裂试样检测及分析

对管线管氢致开裂(HIC)试验后试样进行超声波探伤和金相分析。结果表明:HIC试验后未发现氢致裂纹缺陷,但超声波探伤可检测到大型B类夹杂物及表面氢鼓泡。本试验所取试样较大B类夹杂物出现在管体壁厚中心与外壁之间,可以大致推断较大B类夹杂位于原始铸坯1/2半径到表层细晶区之间,其成因与铸坯芯部成分偏析无关。氢鼓泡中有大颗粒状氧化镁及硫化钙夹杂,其余区域为铝酸钙夹杂,故夹杂物是形成氢鼓泡的诱因之一。     

铁素体晶界结构对管线钢HIC敏感性的影响

铁素体作为酸性环境用管线钢的主要组织类型之一,探究其晶界结构与管线钢氢致开裂(HIC)敏感性之间关系,可为进一步优化管线钢的抗HIC性能提供指导。对热轧态管线钢进行不同工艺热处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)观察了试样的晶界、位错结构及氢鼓泡、氢致裂纹形貌,用电化学充氢及动态充氢方法对试样的HIC敏感性及氢致塑性损失进行了测试,用电化学氢渗透及氢微印实验对试样的氢捕获效率及氢原子分布进行了观察与分析,探索了铁素体晶界结构与HIC敏感性之间内在关联。其结果表明:当材料中以小角度晶界占主导或大小角度晶界比例约为1∶1时,对氢原子的捕获效率较高,HIC敏感性也相对较大;大小角度晶界均能捕获氢原子,但与氢的作用机制不同,大角度晶界主要促进氢致裂纹萌生,而小角度晶界主要促进氢致裂纹扩展。     

X65QO φ457 mm x 25.4 mm大口径深海海底无缝钢管的开发和应用

设计研制了生产深水油气田大口径海底管线用无缝钢管的成分要求和工艺路线。小批量试制X65QO海底管线管,试制结果表明,通过微合金成分优化(/% ：0.15Mo,0.04Nb,0.09V,0.06Ti),皮尔格周轧管工艺,配合930 ℃淬火+670 ℃回火调质工艺,X65QO钢级深海海底管线管屈服强度为~500 MPa,抗拉强度为~580 MPa, -30℃低温冲击功＞300J,裂纹尖端开口位移(CTOD)以及焊接性能和氢致裂纹(HIC)性能较好,完全符合用户的要求。     

X65QO Φ457 mm×25.4 mm大口径深海海底无缝钢管的开发和应用

设计研制了生产深水油气田大口径海底管线用无缝钢管的成分要求和工艺路线。小批量试制X65QO海底管线管,试制结果表明,通过微合金成分优化(/%:0.15Mo,0.04Nb,0.09V,0.06Ti),皮尔格周轧管工艺,配合930 ℃淬火+670℃回火调质工艺,X65QO钢级深海海底管线管屈服强度为～500 MPa,抗拉强度为～580MPa,-30℃低温冲击功300 J,裂纹尖端开口位移(CTOD)以及焊接性能和氢致裂纹(HIC)性能较好,完全符合用户的要求。     

全自动浸入式超声探伤在HIC评价中的应用

传统的氢致开裂(HIC)试样评价方法参考标准NACE TM0284,将试样进行4等分,金相检查3个截面上的裂纹,计算出CLR、CTR、CSR等3个裂纹率.在HIC评价中引入了全自动浸入式超声探伤技术,对试样进行了全面的评价,对裂纹进行了定位分析.同时,分析了全自动超声探伤的优缺点,并讨论了与传统评价方法的区别.试验材料包含了管材和板材,对氢致开裂敏感与不敏感的材料,亦比对了部分材料在不同溶液中的氢致开裂敏感程度.     

X65管线钢抗氢致开裂性能研究

研究了4个批次X65管线钢抗氢致开裂(HIC)性能,结果表明,试样经硫化氢腐蚀试验后,表面均出现了氢鼓泡,但裂纹敏感率不同。X65管线钢C、Mn含量较低、Cu含量较高时,裂纹敏感率较低。当X65管线钢组织存在偏析带时,氢致裂纹在偏析带上起源,并沿偏析带扩展。     

管线钢裂纹萌生及其扩展的研究

采用硫化氢腐蚀试验、金相显微镜和扫描电镜(SEM)观察及EDS分析研究了非金属夹杂物和微观组织对X65管线钢氢致裂纹(HIC)萌生和扩展的影响.研究表明:晶界、相界、脆硬的非金属夹杂物是钢中的氢陷阱.夹杂物的尺寸、形态及类型影响管线钢的HIC敏感性.HIC不易在小尺寸球形夹杂物上萌生,而长条和具有尖角的非金属夹杂物使钢具有高HIC敏感性,Ca处理能使夹杂形态趋于分散的球形,降低钢的HIC敏感性;HIC裂纹易在脆硬的富Si夹杂物处萌生和扩展.与铁素体组织相比,HIC更易在脆硬的贝氏体组织中扩展,HIC可沿着晶界或穿过晶界扩展.     

X65MS管线钢连续冷却相变行为的研究

<正>高等级管线钢的开发及生产已成为微合金化钢领域内一个比较活跃的研究方向,高等级管线钢与传统管线钢相比除了要求具有高的屈服强度、高韧性、小的包申格效应和良好的可焊接性能外,并且对耐腐蚀性、抗氢致裂纹(HIC)、抗硫应力致裂纹(SSC)提出了更高的要求。生产该系列钢种除需要获得超低C、N、P、S的纯净钢水外,轧制方面需要制定严格的控轧控冷工艺以获得细化、匀质的针状铁素体组织。该类钢种显微组织复杂含有多种相变产物,在制定轧制工艺前,测定钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)是非常     

国内外高强度管线钢专利技术研发进展

根据2011年国内外公布的高强度管线钢-平板、热轧板卷和无缝管的专利制造技术,概述了抗大变形、优良低温韧性、耐腐蚀性管线钢的关键技术、组织和性能高强度管线钢研发特点和趋势主要有:抗大变形管线钢-通过组织中弥散的M/A组元提高钢的强度:低温韧性钢-采用Mn-Nb-Mo合金化,通过控制轧制获得铁素体和/或贝氏体为主的组织:抗HIC(氢致裂纹)管线钢-控制C,P、Mn偏析引起的HIC的前提下,降低Nb,Ti含量,防止因Nb、Ti碳氮化物引起的氢致开裂.     

高强度管线钢微观组织对氢致裂纹的影响

 通过扫描电镜（SEM）和电子背散射衍射（EBSD）等方法,从组织结构和晶界2个方面,研究了微观组织对高强度管线钢氢致裂纹（HIC）的影响。结果表明：高强度管线钢组织结构中存在数量较多的、大块状的M/A岛时,会显著增加HIC的敏感性,而增加AF组织数量及其均匀性有利于降低HIC的敏感性;高强度管线钢的HIC裂纹沿着大角度晶界的边界扩展,而小角度晶界具有一定的止裂作用。     

钻铤钻杆用4137H合金钢棒材抗H_2S应力腐蚀性能的研究

采用NACE三点弯曲法和NACE氢致开裂标准试验方法,通过SEM、TEM和EDS等手段研究了钻铤钻杆用4137H合金钢棒材的硫化物氢致开裂(HIC)行为。研究表明,4137H合金钢棒材具有良好的抗HIC性能。     

450 MPa级海底管线钢HIC试验裂纹分析研究

H₂S腐蚀问题在油气输送过程中十分重要，其破坏性和危害性极大，严重影响了油气输送管道的寿命，制约了油气输送管道材料的发展，因此抗H₂S腐蚀管道用钢成为其中一种发展趋势。本文采用经济型成分设计，开发出450 MPa级耐酸性海底管线钢，但HIC试验出现轻微的氢致裂纹。通过金相显微镜、扫描电镜、EDS等手段，分别对试验钢在HIC试验中产生裂纹的原因，从组织、杂物、元素偏析、硬度等方面进行分析研究，找出HIC试验出现裂纹的原因，来提高450 MPa级海底管线钢的耐HIC性能。研究结果表明：HIC试验中出现的裂纹不是由钢中异常夹杂物造成的，而是由于钢中的Mn偏析产生了硬相的微观组织引起的。     

T/S25k钢板拉力试样分层原因探讨

本文对T/S25K钢卷分层缺陷问题,进行了超声波探伤、金相分析以及抗H_2S试验,微观分析夹杂物种类较多,显微组织为铁素体和珠光体,珠光体量各试样相差悬殊,板厚中部可见碳、硫、磷偏析,分层沿成分偏析延伸。钢板中大量夹杂物和低倍缺陷的存在严重影响了钢板的使用性能。抗H_2S浸蚀试验表明,该钢板极易产生氢鼓包和氢致裂纹,若长期在H_2S腐蚀条件下使用,将会产生严重的坑蚀和阶梯状裂纹,以致引起钢管破裂事故.     

高强钢焊接氢致裂纹断口微观形貌的研究及模式化

采用插销实验和扫描电镜观察方法详细研究了焊缝扩散氢含量和非金属夹杂物对10Ni5CrMoV低碳中合金高强钢焊接热影响区氢致裂纹断口微观形貌的影响。结果得出,扩散氢含量是影响氢致裂纹断口微观形貌的主要因素,在插销净截面应力300～800MPa的范围内,加载应力对延迟扩展区断口形貌无明显影响。钢中硫化物夹杂的增加使扩展区形貌从IG_(HE)向MVC_(HE)转变,而含氧化物夹杂钢则转为QC_(HE)。作者提出了一个新的适于解释氢致裂纹扩展第Ⅱ阶段断口微观形貌的竞争开裂模式,从而从氢致裂纹本质机制上圆满说明了上述实验结果。     

管线钢抗氢致开裂(HIC)性能试验方法的研究

根据国标GB/T 8650 - 2006《管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法》,对管线钢抗氢致开裂(HIC)性能试验方法进行了研究,试验中通过采用一系列措施,保证了试验人员安全的同时顺利完成试验,取得了满意效果.     

X65 M管线钢抗HIC性能分析与生产实践

针对在H2S含量偏高特殊环境下使用的X65M管线钢产品抗氢致裂纹(HIC)进行了分析与研究。通过对化学成分、元素偏析、非金属夹杂物对抗氢致裂纹影响的机理分析,指导冶炼过程硫、磷、氢及氧化夹杂物等关键工艺控制,并通过连铸过程严格的保护浇铸措施,实现了钢水w[S]0.002%,w[P]0.010%,w[H]2.0×10-6,钢中各类夹杂物小于1.0的控制水平。X65M管线钢抗氢致裂纹检测符合产品开发标准要求。     

车轮钢形变断裂过程的原位研究及氢影响

在扫描电镜下对CL60车轮钢单边缺口薄试样(厚度 ≤ 0.5mm)进行了原位拉伸实验,并研究了氢的影响.在金相显微镜下观察了带预裂纹的厚度为30mm的楔形张开加载试样开裂过程.结果表明,对薄试样拉伸变形时,不论是否有氢,先共析铁素体优先发生塑性变形,微裂纹沿先共析铁素体与珠光体团的边界形核、扩展;在有氢的情况下,微裂纹更容易通过夹杂物的剥落或夹杂物与基体界面的分离而萌生;薄试样拉伸主要是韧窝断口;对厚试样,裂纹主要通过珠光体中渗碳体片层开裂而扩展,断口也因此主要呈解理特征.