硫酸盐还原菌对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响

利用动电位极化技术、慢应变速率拉伸试验(SSRT)以及扫描电镜(SEM)等方法研究了大港土壤环境中硫酸盐还原菌(SRB)对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响及作用机理。结果表明:与无菌条件下相比,大港土壤模拟溶液中SRB的存在促进了X80管线钢的阳极溶解过程,诱发了金属的点蚀行为,增大了应力腐蚀开裂的机率。大港溶液中SRB数量越多,试样的点蚀电位越低,X80钢的应力腐蚀敏感性越大。当SRB生长4 d时,其菌量最大,此时试样断口形貌仍表现为韧性断裂特征;在SRB不同生长阶段下大港土壤模拟溶液中X80管线钢的应力腐蚀开裂机理为阳极溶解机制。     

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。     

阴极极化下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀行为研究

采用电化学阻抗和慢应变速率方法,结合扫描电子显微镜,研究了不同阴极极化电位下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为。结果表明：鹰潭土壤模拟溶液中,X80钢/溶液界面处电荷转移电阻随阴极极化程度增加先升后降。在自腐蚀电位条件下开裂机理为阳极溶解,当外加电位为-1000 mV (vs SCE),应力腐蚀敏感性最低,此电位为最佳保护电位;继续增大阴极极化程度,应力腐蚀敏感性增加,此时开裂机制为氢和应力协同作用下的氢致开裂。     

外加电位对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率拉仲试验(SSRT)研究了不同外加电位下X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,并用扫描电镜分析了不同电位下的断面形貌.结果表明,X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中具有SCC敏感性;在Ecorr附近施加弱极化时,应力腐蚀开裂敏感性增加;施加强阳极电位时,发生强烈阳极溶解,导致阳极溶解断裂;施加强阴极电位时,析氢过程加强,导致氢致应力腐蚀断裂.     

库尔勒土壤模拟溶液中X80钢焊接接头的应力腐蚀开裂行为

利用动电位扫描技术和慢应变速率拉伸试验(SSRT)以及扫描电子显微镜(SEM)研究了库尔勒土壤模拟溶液中不同外加阴极电位下X80管线钢焊接接头的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明:阴极电位对X80钢焊接接头处的SCC敏感性影响较为明显。拉伸试样全部断裂在焊缝或热影响区。在Ecorr下,金属表面裂纹萌生于点蚀坑,试样开裂为阳极溶解机制。当外加电位为-800 m V至-900 m V时,金属处于阴极保护电位区,此时金属的SCC敏感性较低,其开裂机制为阳极溶解和氢致开裂混合机制。当外加电位小于等于-950 m V时,外加电位越低,材料的SCC敏感性越大,此时金属SCC行为表现为氢脆机制。     

X70管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂行为

目的油气管输中X70钢的应力腐蚀开裂问题日趋严重,而且土壤环境中微生物腐蚀现象备受关注,因此拟通过实验室模拟土壤环境下X70管线钢的腐蚀,获得高强度管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂规律。方法采用自制的应力电化学测试装置,通过慢应变速率拉伸试验(SSRT)对材料的应力腐蚀敏感性进行分析,利用交流阻抗以及扫描电镜(SEM)对断口形貌以及生物膜的成分进行研究。结果当应变速率为5×10~(-7)s~(-1)时,无菌模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性远大于含SRB模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性,SRB的存在对X70管线钢应力腐蚀起到很大程度的促进作用。当应变速率为1×10~(-6)s~(-1)时,SRB对于X70管线钢应力腐蚀敏感性的影响较小,断裂主要由力学因素主导,SRB起辅助作用。结论 X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中具有一定的应力腐蚀敏感性。SRB对于X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中的应力腐蚀起到一定程度的促进作用。     

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管线钢在近中性pH溶液中腐蚀行为研究

目的研究X80管线钢在近中性p H溶液中的腐蚀与应力腐蚀裂纹萌生行为。方法采用电化学实验和浸泡实验研究X80管线钢在近中性p H溶液中的腐蚀行为,采用慢应变速率拉伸实验研究X80管线钢在近中性p H溶液中,在自腐蚀电位和外加电位下的应力腐蚀裂纹萌生行为。结果 X80管线钢在近中性p H溶液中的极化曲线只有活化区,没有钝化区,其自腐蚀电位约为-750 m V,浸泡195天后,试样表面没有氧化膜出现,但是观察到点蚀坑。在自腐蚀电位下,X80管线钢试验表面有大量的应力腐蚀裂纹;在-500 m V阳极外加电位下,X80管线钢试验表面几乎没有观察到应力腐蚀裂纹;在-850 m V阴极外加电位下,X80管线钢试验表面的应力腐蚀裂纹很少,但是随着外加阴极电位负移到-1300 m V时,X80管线钢试验表面的应力腐蚀裂纹增多。结论 X80管线钢在近中性p H溶液中发生均匀腐蚀,但是夹杂物剥落能在X80管线钢表面形成点蚀坑。在近中性p H溶液中,在自腐蚀电位下,X80管线钢应力腐蚀裂纹萌生敏感性最强;外加阴极电位抑制应力腐蚀裂纹萌生,但是随着外加阴极电位的负移,应力腐蚀裂纹萌生敏感性增强;外加阳极电位下,由于均匀腐蚀的作用,应力腐蚀裂纹萌生敏感性较弱。     

温度与SRB协同作用下X70钢在海泥模拟溶液中应力腐蚀行为研究

研究了温度对硫酸盐还原菌(SRB)活性的影响,并采用慢应变速率拉伸实验研究了不同温度下X70钢在含SRB的海泥模拟溶液中应力腐蚀行为及其开裂机理。结果表明,SRB在海泥模拟溶液中生存温度范围为20～40℃,且随温度增加,SRB活性增加,数量增大。X70钢表面生物膜保护性与SRB活性和数量密切相关。20℃时,由于SRB数量最少,X70钢在含SRB海泥中应力腐蚀开裂(SCC)敏感性最小;30℃时,X70钢表面的生物膜与基体金属构成大阴极小阳极面积比的腐蚀原电池,耐蚀性最低,此时SCC机理为阳极溶解和氢致开裂共同作用下的混合断裂;40℃时SRB活性最好,X70钢表面形成较为完整生物膜,耐蚀性最好,但SCC敏感性最高,其开裂机理为氢致开裂。     

SRB对X70钢及其焊缝在近中性pH溶液中SCC行为的影响北大核心CSCD

采用动电位极化技术、慢应变速率拉伸试验和扫描电镜观察研究了有、无硫酸盐还原菌(SRB)情况下X70管线钢及焊缝在近中性p H溶液(NS4)中的应力腐蚀行为。电化学实验结果表明:X70管线钢母材和焊缝在NS4溶液中的极化曲线都表现出典型的活性溶解特征,且有菌介质中管线钢表面能生成一层具有保护性的生物膜。SSRT曲线和SEM结果表明:在无菌NS4溶液中,X70钢母材和焊缝的SCC机理为氢致开裂机理。在有SRB的NS4溶液中,由于SRB生命代谢释放大量代谢产物H2S,促进H原子进入管线钢,将破坏其基体的连续性,从而导致氢损伤,使X70钢母材和焊缝的SCC敏感性都大于其在无菌介质中,其开裂机理表现为硫化物应力开裂和氢致开裂共同作用。在有菌和无菌介质中,焊缝的应力腐蚀敏感性均高于母材,这是由于焊缝处组织不均匀、存在残余应力造成的。     

X70管线钢近中性环境氢致开裂与阳极溶解的关系

采用慢速率拉伸试验(SSRT)方法及电化学测量技术,研究了阴极电位下X70钢在某种近中性介质中的应力腐蚀开裂(SCC)机理.试验表明,在近中性介质中,随着电位的降低,管线钢的SCC敏感性增强.但当电位低于某一范围后,SCC敏感性减弱;随着溶液pH值的降低,管线钢的腐蚀速率增大,敏感电位区间负移.分析表明,在近中性介质中,管线钢应力腐蚀开裂主要受阳极溶解和氢致开裂两种机理的联合作用,氢的渗入可能与氢的还原过程及管线钢阳极溶解密切相关.适宜的电位可以使阳极溶解和氢的联合作用增强.增强应力腐蚀开裂倾向.     

SRB对X70钢及其焊缝在近中性pH溶液中SCC行为的影响

采用动电位极化技术、慢应变速率拉伸试验和扫描电镜观察研究了有、无硫酸盐还原菌(SRB)情况下X70管线钢及焊缝在近中性p H溶液(NS4)中的应力腐蚀行为。电化学实验结果表明:X70管线钢母材和焊缝在NS4溶液中的极化曲线都表现出典型的活性溶解特征,且有菌介质中管线钢表面能生成一层具有保护性的生物膜。SSRT曲线和SEM结果表明:在无菌NS4溶液中,X70钢母材和焊缝的SCC机理为氢致开裂机理。在有SRB的NS4溶液中,由于SRB生命代谢释放大量代谢产物H2S,促进H原子进入管线钢,将破坏其基体的连续性,从而导致氢损伤,使X70钢母材和焊缝的SCC敏感性都大于其在无菌介质中,其开裂机理表现为硫化物应力开裂和氢致开裂共同作用。在有菌和无菌介质中,焊缝的应力腐蚀敏感性均高于母材,这是由于焊缝处组织不均匀、存在残余应力造成的。     

温度和外加电位对X70管线钢在土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用动电位扫描、慢应变拉伸（SSRT）和扫描电镜观察研究了温度和外加电位对X70管线钢在成都土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为的影响。结果表明,在不同温度和不同电位下,X70管线钢在土壤模拟溶液中表现出不同的应力腐蚀敏感性。在温度和外加电位的交互试验中,电位的变化对X70管线钢在成都土壤模拟溶液中的应力腐蚀敏感性的影响占主导地位,应力腐蚀敏感性在不同温度下的变化趋势保持一致。在－450 mV(vs SCE,下同)的阳极电位下,SCC的机理为阳极溶解;在－850 mV电位下,阴极保护作用抑制了阳极溶解;当电位负移至－1200 mV时,表现出较强的应力腐蚀敏感性,SCC机理以氢脆为主。温度对应力腐蚀敏感性的影响主要体现在对阴极极化电位的影响,但是各种因素综合在一起导致应力腐蚀敏感性随温度变化的复杂性。     

X70钢焊接接头在近中性溶液中应力腐蚀行为研究

采用慢应变速率试验(SSRT)、扫描电镜以及电化学测量技术研究了X70管线钢焊接接头在近中性模拟土壤溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明,断口和柱面SCC裂纹均发生在热影响区(HAZ)。在试验溶液中,随着外加极化电位降低管线钢SCC敏感性增强,电位负移到一定电位值后,SCC敏感性减弱;随着溶液pH值降低,腐蚀速率增大,敏感电位区间负移。施加阴极电位时,在试样断口观察到明显的准解理脆断特征,断口和柱面有穿晶SCC裂纹。分析了焊接接头试样HAZ的SCC机理,在试验介质中,管线钢应力腐蚀开裂主要受阳极溶解和氢致开裂两种机理的联合作用,适当的电位可以使阳极溶解和氢致开裂的联合作用达到最大,从而造成较严重的应力腐蚀开裂。     

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.     

酸性土壤中破损防腐层下X80管线钢的应力腐蚀行为

设计加载阵列电极应力腐蚀实验装置,针对我国典型的华南酸性红壤环境,研究高强度低合金(HSLA)X80管线钢在破损防腐层(涂层)模拟缝隙下的应力腐蚀开裂(SCC)行为及影响因素,采用电化学阻抗谱(EIS)监测加载电极的腐蚀电化学过程,利用微电极监测防腐层剥离区局部电位和p H值变化,探讨破损涂层下HSLA管线钢SCC行为和规律.结果表明,防腐层开放破损(漏点)处管线钢发生严重腐蚀:不受力试样表面以阳极溶解占主导的均匀腐蚀为主,而拉伸试样表面出现大量微裂纹和点蚀坑,且沿试样划痕优先生长;封闭的剥离区内部管线钢的腐蚀程度显著减缓.同时,对涂层破损点及剥离区深处管线钢的腐蚀现象和过程进行了讨论.     

动态直流干扰和SRB共同作用下X80钢的腐蚀行为

目的 探究电气化铁路动态直流干扰和硫酸盐还原菌(SRB)及其协同作用对X80钢腐蚀行为的影响。方法 通过构建动态杂散电流室内模拟试验装置,对浸泡在灭菌和接菌(SRB)NS4溶液中的X80钢施加周期性阴极保护和方形脉冲动态杂散电流干扰。采用MPN计数法和活/死细胞染色方法分析了X80钢表面SRB的数量和活性,通过SEM、EDS、XPS和CLSM等表面分析技术,结合失重测试对灭菌和接菌环境下X80钢的腐蚀产物、腐蚀速率及腐蚀后形貌进行了表征。结果 动态直流干扰对溶液中SRB的生长未产生明显影响,但对SRB及生物膜在试样表面的附着产生较大影响。阴极保护会抑制SRB在X80钢表面的附着,通过抑制SRB的呼吸作用降低金属表面SRB活性,从而降低X80钢的微生物腐蚀。阳极干扰电流促进SRB在X80钢表面的附着,金属表面生物膜内的SRB活性增强。X80钢在灭菌环境下–400、0、500 mV试样的腐蚀速率分别为0.086 35、0.219 2、0.458 3 mm/a,分别为自然腐蚀速率的0.97、2.46、5.15倍。接菌环境下X80钢的腐蚀速率反而下降,但X80钢表面的最大点蚀坑深度明显增大。结论 在动态直流干扰下,X80钢的腐蚀速率大幅增加,单次短时直流干扰的累积对X80钢产生了十分严重的破坏。同时动态直流干扰通过促进X80钢表面SRB的活性,从而加速其微生物腐蚀,SRB生物膜在一定程度上减缓了X80钢的动态直流干扰腐蚀,但其与动态直流干扰共同作用加剧了X80钢表面的点蚀。     

X80管线钢在硫酸盐还原菌作用下的腐蚀行为

目的 通过实验模拟硫酸盐还原菌（SRB）对X80钢的腐蚀,探究硫酸盐还原菌的腐蚀过程。方法 通过细菌培养实验,计数得到固着SRB和浮游SRB的生长曲线以及溶液中pH值的变化曲线。通过腐蚀电化学测试,研究了SRB对X80腐蚀的影响。通过浸泡实验,获得SRB对腐蚀速率的影响。采用扫描电镜和激光共聚焦显微镜对SRB腐蚀后的表面形貌和最大点蚀深度进行了分析,利用EDS和XPS对腐蚀产物的成分进行了分析。结果 在接种SRB的溶液中,X80钢表面固着的SRB比浮游的SRB多;随着培养时间增长,溶液pH增大。接种SRB环境中,X80钢阻抗和线性极化电阻均小于无菌环境中的值,有菌环境中腐蚀电流密度大于无菌环境中的值。随着浸泡时间增长,最大点蚀坑深度变深。通过EDS能谱分析发现,在含有SRB的环境中,S元素和O元素的含量较无菌环境中高,XPS结果表明,SRB环境中腐蚀产物多为Fe的硫化物。结论 固着SRB使试样表面的铁溶解为铁离子,铁离子与溶液中的硫酸根离子在SRB生命活动的作用下生成铁的硫化物,从而促进了X80钢的腐蚀。     

外加电位对X80钢在南雄土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用动电位极化技术、慢应变速率拉伸(SSRT)试验和SEM形貌分析等方法,研究了外加电位对X80钢在南雄土壤模拟溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)行为的影响。结果表明,在不同外加电位下,X80钢在土壤模拟溶液中呈现出不同的SCC敏感性。在-550mV(SCE,下同)阳极电位下,X80钢的阳极溶解抑制了其SCC的发生;在自腐蚀电位Ecorr(约-720mV)下,X80钢SCC行为呈现出受阳极溶解和氢脆混合控制的机制;在-850mV阴极电位下,阴极保护抑制了X80钢SCC的发生;而在-1 000mV和-1 150mV阴极电位下,氢脆在X80钢SCC过程中占重要作用。     

X120管线钢的抗硫化物应力腐蚀研究

分析了X120管线钢在饱和H_2S的A溶液中的应力腐蚀行为及机理。按照GB/T 4157-2006标准,采用恒载荷拉伸法测定X120管线钢的硫化物应力腐蚀开裂行为,利用电化学极化曲线和阻抗谱分析了钢的腐蚀速率及短期腐蚀行为。结果表明,X120管线钢的硫化物应力腐蚀开裂的敏感性大,腐蚀速率较高。在短期腐蚀行为中,随着浸泡时间延长,腐蚀速率增大。X120管线钢在饱和H_2S的A溶液中的开裂断口呈阳极溶解型。