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。     

X65和X80管线钢在大港模拟土壤溶液中的阴极保护参数研究

目的为管道安全运行提供支撑。方法通过搭建室内实验系统,基于极化曲线法和电化学阻抗谱法(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS),对X65和X80管线钢在大港模拟土壤溶液中的阴极保护参数进行系统的实验及理论研究。结果通过分析X65和X80管线钢的极化曲线,发现在大港模拟土壤溶液中,X65管线钢的阴极保护电位范围为-400~-1200 mV,而X80管线钢的阴极保护电位范围为-400~-1150 mV。基于X65和X80管线钢的EIS结果,通过研究电荷转移电阻Rt随阴极极化电位Ee,c的变化趋势,进一步探明在大港模拟土壤溶液中,X65管线钢的析氢电位为-970 mV,最佳保护电位为-850 mV,而X80管线钢的析氢电位为-960 mV,最佳保护电位为-800 mV,从而明确了在大港模拟土壤溶液中,X65管线钢析氢电位小于X80管线钢的析氢电位。结论探明了X65和X80管线钢在大港模拟土壤溶液中的阴极保护参数,发现X65管线钢的析氢电位及最佳保护电位均小于X80管线钢,为X65和X80管线钢的阴极保护提供了一定理论依据。     

超声表面加工对X80管线钢及焊缝电化学行为的影响

通过超声表面滚压(Ultrasonic Surface Rolling Processing,USRP)技术对X80管线钢及焊缝进行加工处理,利用透射电镜对超声表面加工后母材和焊缝表面进行观察,用交流阻抗技术和动电位极化技术对X80钢及焊缝在高p H值溶液中表面的电化学腐蚀行为进行研究。结果表明,USRP处理可以使X80管线钢及焊缝表层晶粒细化至纳米级别,降低电化学腐蚀发生的可能性;试样在腐蚀介质中发生活化-钝化转变,USRP处理能够增大极化电阻,使得X80管线钢及焊缝的电化学腐蚀倾向降低。     

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.     

X80管线钢土壤模拟溶液腐蚀行为

采用土壤模拟溶液的试验方法结合电化学试验,对不同轧制工艺的X80管线钢在土壤环境中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,不同轧制工艺条件下X80管线钢的显微组织不同,显微组织影响X80管线钢的耐腐蚀性能,弥散分布的M-A岛易于导致微电池腐蚀而降低管线钢的耐腐蚀性能,腐蚀时间为30 d和72 d时X80管线钢的耐腐蚀性能的变化规律基本一致;土壤模拟溶液腐蚀试验失重法的试验结果与电化学试验结果基本吻合。     

表面纳米化对X80管线钢应力腐蚀开裂行为的影响

通过超声表面滚压(ultrasonic surface rolling processing,USRP)方法对X80管线钢进行表面纳米化处理,利用金相显微镜和透射电镜对材料表面的微观组织进行了分析.采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)和扫描电镜观察研究USRP对X80管线钢在NS4溶液中的应力腐蚀行为.结果表明,USRP处理使X80管线钢表层晶粒细化至纳米量级,X80管线钢随着外加电位的负移,断裂时间、断面收缩率、应变量都明显缩短,X80管线钢的SCC敏感性增加,应力腐蚀断口呈穿晶准解理特征,表面纳米化延长了X80管线钢的断裂时间,增加了应力腐蚀抗力.     

温度、pH值和氧浓度对X70管线钢电化学行为的影响

通过正交试验法,采用动电位扫描技术研究了温度、溶解氧(DO)和pH值等环境因素对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中电化学行为的影响.结果表明,温度、溶解氧和pH值都对X70管线钢在模拟溶液中的腐蚀电流密度影响较大;溶解氧对X70管线钢在模拟溶液中腐蚀电流密度影响最大;在低温缺氧弱酸性环境的条件下,X70管线钢在模拟溶液中腐蚀程度小,应力腐蚀开裂敏感性大.     

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0．5mol／L NaHCO3＋0．02mol／L NaCl溶液中的点腐蚀性能

采用动电位极化和电化学阻抗法研究了X80和X70管线钢在0.5 mol/L NaHCO3 0.02 mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为,并通过电容测量方法对其腐蚀机理进行了探讨.结果表明:在0.5 mol/L NaHCO3 0.02 mol/L NaCl溶液中,X80管线钢的点腐蚀电位Epit比X70钢的要正一些,发生点腐蚀的倾向性更小.Mott-Sehottky分析表明:X80比X70管线钢表面钝化膜内的施主密度更低,缺陷数量更少,从而减少了点腐蚀萌生的潜在位置,使X80钢比X70钢具有更好的耐点蚀性能.     

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.