管线钢管焊接接头腐蚀环境失效与安全评价研究现状

在酸性腐蚀介质环境服役的钢管,腐蚀介质与力学载荷耦合后将加速焊接接头失效.介绍了管线钢管焊接接头在酸性腐蚀介质环境下的失效模式,主要包括应力腐蚀开裂、氢致开裂以及考虑裂纹尖端H+扩散聚集的腐蚀断裂与腐蚀疲劳,并介绍了在酸性腐蚀介质环境服役管线管接头工程临界评估(ECA)的常规处理技术,以期能为今后该领域技术的发展提供参考.     

厚规格X70管线钢焊接接头盐雾腐蚀行为

通过金相显微镜、扫描电镜对厚规格X70管线钢焊接接头进行中性盐雾试验(NSS试验)腐蚀产物形貌进行观察,采用EDS、XRD分别对腐蚀产物进行面扫描和物相分析。结果表明,盐雾腐蚀过程先发生点蚀,点蚀逐步发展成全面腐蚀。Cl-引起点蚀,点蚀导致裂纹的产生。腐蚀产物成分均匀,主要由铁的氧化物、氯化物和氢氧化物组成。腐蚀速率随着腐蚀时间的延长变缓慢,腐蚀过程中Cl-易穿过外层疏松的腐蚀产物与基体发生反应,而最内层致密的腐蚀产物膜对腐蚀介质的进一步扩散起到阻挡作用,减缓了反应速率提高了耐蚀性。     

抗CO_2腐蚀管线钢研究现状与展望

在石油天然气开采和储运过程中因半生气体CO2的存在,对油气田管线会产生严重的腐蚀和重大的经济损失。针对管线钢特定的腐蚀环境,总结了当前CO2腐蚀在反应机理上的研究,简要介绍了温度、CO2分压、pH值和流速等多种因素对管线钢在CO2环境中腐蚀的影响,综述了近年来国内外管线钢在CO2环境中的腐蚀问题研究现状及发展趋势。     

高温高压喷射条件下X70管线钢的CO2腐蚀形貌

利用自主研发的高温高压环路喷射装置并结合流体动力学模拟计算,研究了高温高压CO₂环境流体喷射条件下X70钢的腐蚀产物微观形貌、基体表面三维形貌、腐蚀减薄量及其统计规律,并探讨了与流体状态之间的关系.结果表明,高温高压流体喷射条件下,不同流态区域内流体传质速率和壁面切应力的差异是造成X70钢腐蚀产物、基体表面三维形貌及腐蚀减薄量差异的主要原因.按照层流区→壁面喷射区→过渡区的顺序,流体壁面切应力逐渐增加,不断减薄腐蚀产物膜直至其脱落,造成传质过程阻力减小,传质速率增大,腐蚀过程不断加剧.因此,按照层流区→壁面喷射区→过渡区的顺序,X70钢表面腐蚀产物膜由完整致密向疏松多孔变化,基体表面三维形貌呈现平坦→陡峭→非常陡峭的特征,三维表面高度偏差和均方根偏差、腐蚀减薄量平均值和标准差均呈现逐渐增大的趋势.在高温高压流体喷射条件下,X70钢的CO₂腐蚀速率与壁面切应力之间较好地满足指数关系.     

X70管线钢在含CO2湿天然气环境下腐蚀行为

利用高温高压冷凝釜模拟油气田湿天然气CO2腐蚀环境,进行了不同气体温度、湿气-管壁温差的湿气冷凝腐蚀实验,研究了温度对X70钢腐蚀形态、速率的变化规律.利用扫描电镜和能谱仪,分析了腐蚀产物膜的微观形貌和成分,并与高温高压釜中全水相实验结果进行了对比.建立了湿气管道腐蚀预测模型,初步探讨了湿气温度、管壁温度、温差、液膜温度和冷凝率等重要湿气参数对湿气顶部腐蚀的影响.结果表明:在相同管壁温度(5℃)下,湿气温度升高使X70管线钢腐蚀速率升高;在相同的湿气温度(25℃和45℃)下,X70钢的腐蚀速率随管壁温度的升高而略有下降;在20~45℃范围内,腐蚀产物膜与基体的结合较弱,极易从基体剥落,腐蚀形态均为全面腐蚀.     

含Cr管线钢的力学性能和耐蚀性能

基于国内油气工业管线应用需要,采用控轧控冷工艺,研制了强韧性匹配优良的2%Cr低合金管线钢,并测试了其组织和力学性能.以针状铁素体和多边形铁素体为主的含2%Cr管线钢具有良好的强韧性组合.采用高温高压冷凝釜模拟湿气管线中的CO₂顶部腐蚀环境试验方法,研究含2%Cr低合金管线钢的抗CO₂顶部腐蚀性能.相较于传统管线钢,添加2%Cr后,其CO₂腐蚀产物膜是一层连续、致密的富Cr胶泥状非晶态产物膜,从而提高了其抗CO₂顶部腐蚀性能.     

7003铝合金TIG焊焊接接头的组织与性能

采用显微硬度及电导率测试,剥落腐蚀及电化学腐蚀试验,光学显微镜(OM)及透射电镜(TEM),研究经ER5356焊丝钨极氩弧焊(TIG)的7003铝合金型材焊接接头各部分的微观组织与性能。结果表明:在离焊缝中心30 mm左右的热影响区位置形成硬度较低的软化区,这是由于η′(Mg Zn2)相的长大粗化;焊接接头的耐蚀性依次为焊缝区过时效区母材区淬火区,其原因是淬火区的晶界析出相连续分布,形成连续阳极腐蚀通道,增大了应力腐蚀及剥落腐蚀倾向,使得腐蚀性能很差;而过时效区和母材区的晶界析出相不连续,耐蚀性较好。     

铝合金材料焊接接头断裂行为研究

近年来社会经济步入了高速发展阶段,也促进了汽车行业、造船行业、航天航空领域方面的发展,在高新技术领域当中,涉及到许多精密的零件,更是保障技术及产品质量的关键部分,其中铝合金的可塑性较高、且密度很小,高强度的特性被广泛应用于汽车、航空等制造业当中,在工业生产过程中,焊接是重要的连接方式之一,其中由于多方面因素的影响,焊接接头断裂行为是导致焊接失效的主要类型之一。因此,进一步分析和探讨焊接接头断裂行为对接头强度设计的影响及实验分析有着重要的意义。     

耐微生物腐蚀管线钢新材料的研究与发展

面对与日俱增的管线微生物腐蚀失效问题,发展微生物腐蚀防治新措施具有重要的工程应用意义。含铜管线钢是从材料自身设计角度发展的一种防治管线微生物腐蚀措施的新方案,已显示出良好的耐微生物腐蚀效果。在前期综述报道的基础上,主要总结了含铜管线钢的相变动力学、热塑性、纳米富Cu相的调控析出等方面的研究进展,以增进对新型耐微生物腐蚀含铜管线钢的认识和了解,并对含铜管线钢的未来实际生产具有重要指导意义,从而推进其应用与发展。     

Methods for assessing the grooving corrosion of high-frequency electric resistance welded pipes

Grooving corrosion is a major form of corrosion and is prone to occur when high-frequency electric resistance welded (HFW) pipes are being used.Therefore,grooving corrosion is one of the performance indexes of HFW products.Grooving corrosion usually occurs along the welding fusion line,resulting in one or more corrosion grooves.The main factors affecting grooving corrosion include the contents of alloying elements and impurities (especially sulphur) in the steel,the microstructure of the welds and the steel substrate,welding parameters and the service environment as well.In this study,the existing methods for assessing grooving corrosion were systematically reviewed,improvements and new methods were proposed and developed to overcome the shortcomings of the existing methods,such as inaccuracy and excessive research time.By comparison with the existing methods,the operational procedures and the characteristics of the new methods are introduced,and issues regarding the behavior of grooving corrosion and their assessment methods,which both need further research,are discussed in this study.     

X70异种钢焊接接头的电偶腐蚀行为

利用SEM和光学显微镜对X70异种钢焊接接头进行显微组织观察,并在模拟土壤溶液中测量各区极化曲线以及焊缝和X70钢以不同面积比偶合时的电偶腐蚀电流.结果表明,该接头熔合区很窄,无类马氏体存在,焊缝为细小树枝晶,Nb和Mo元素严重偏析于枝晶间,在实验溶液中该区呈钝化状态,具有优异的耐蚀性.热影响区粗晶区主要为粗大贝氏铁素体和分布不均匀的长条状M-A组元,而X70母材为细小贝氏体组织,二者腐蚀行为无明显差别,阳极极化电位超过150mV时前者的极化率略高于后者.在焊缝与X70的电偶腐蚀中,阴极反应受氧扩散控制,随阴/阳极面积比增大,X70腐蚀电流密度急剧增加,具有近似\     

溶解氧对X80管线钢腐蚀行为的影响及其机制

通过交流阻抗技术、动电位极化技术以及X射线衍射仪,研究了溶解氧含量对X80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:随着溶解氧含量的不断降低,腐蚀电流密度明显减小,金属腐蚀速率显著下降。这是因为溶解氧含量的不同会导致试样腐蚀产物差异,从而造成了试样在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀速率的变化。当溶解氧含量降到0.35mg/L时,金属电极表面生成了一层以FeCO3为主的腐蚀产物膜,FeCO3明显抑制了腐蚀反应的进行,产物膜对X80钢起到保护作用,此时试样腐蚀现象最不明显。     

J积分法测定Q345断裂韧性及失效评定曲线

Q345是广泛使用的一种普通低合金钢,其断裂韧性是工程中进行裂纹检测的重要参数.应用J积分法测定了Q345的断裂韧性,并采用R6方法中的选择3曲线和通用曲线绘制了其失效评定曲线.研究发现:所有试样断口均有充分张开的大分层现象,它的存在阻碍了断口沿厚度方向的收缩,从而增加了材料的断裂韧性值.给出了适合Q345特性的失效评定曲线,以便为工程应用提供依据.     

二次热循环对管线钢在役焊接粗晶区显微组织的影响

采用焊接热模拟技术、金相分析及透射电镜研究了X70管线钢在役焊接粗晶区及其经受不同峰值温度二次焊接热循环作用后热影响区各区的金相组织和精细结构.结果表明,在役焊接粗晶区的金相组织主要是板条束贝氏体和粒状贝氏体,经历不同峰值温度的二次热循环后,组织类型没有发生变化,但各种组织的形态、大小、数量以及原奥氏体晶粒大小有些差异.热影响区各区的主要形貌都是铁素体板条和分布在板条之间或板条基体上的M-A组元.在役焊接粗晶区M-A组元形态以条状为主,经历二次热循环后,再热临界粗晶区的M-A组元有所细化.再热临界粗晶区存在下贝氏体组织,且具有典型的\     

宝钢T92钢管焊接性能试验及焊接接头运行评价

检验及分析评价了宝钢产SA-213 T92钢高压锅炉管的焊接工艺性能及焊接接头性能,对T92钢焊接接头挂管电厂锅炉实炉运行考验,并对服役1年的T92钢焊接接头进行了高温持久强度试验及评价。结果表明,宝钢T92高压锅炉管焊接工艺性能及接头性能各项技术指标均符合DL/T 868—2004标准要求,实炉运行业绩良好,服役1年的T92管焊接接头高温持久强度总体仍达到或超过GB 5310—2008、EN10216—2007标准要求。     

盐雾对喷锡和化金印制电路板腐蚀行为的影响

采用交流阻抗谱研究热风整平无铅喷锡处理印制电路板（PCB-HASL）和无电镀镍金电路板（PCB-ENIG）在盐雾环境下的电化学腐蚀行为,并结合体式学显微镜、扫描电镜、X射线能谱等手段分析两种不同表面处理工艺电路板的腐蚀产物形貌、组成和镀层失效机制.结果表明：盐雾环境下,PCB-HASL和PCB-ENIG均发生严重腐蚀;镀Sn层开始发生局部腐蚀,随后几乎整个表面都发生腐蚀,出现类似均匀腐蚀的现象,镀金板主要发生微孔腐蚀.在PCB-HASL腐蚀过程中,Cl^-的侵蚀作用促进Sn层的腐蚀,后来由于逐渐形成大量的覆盖在镀层表面的腐蚀产物,使得腐蚀速率降低;而在PCB-ENIG腐蚀过程中,微孔处形成含Cl^-电解质薄液层,Ni与Au构成腐蚀电偶,从而加速Ni的腐蚀,最终使Cu基底裸露,造成电路板失效.     

Evaluation of automatic girth weldability of pipeline in special conditions

To meet the requirements of pipeline consumers abroad, in this study, an automatic gas metal arc welding type of girth welding was performed with a heat input of no more than 0.25 kJ/mm and high-strength solid-wire matching for an X70 M large-diameter UOE pipeline.An integral evaluation of the X70 M pipeline girth weldability was performed with respect to the girth-weld cold-cracking sensitivity during the welding process and the strengthening, hardening, and embrittlement of the girth weld joint after girth welding in especially rigorous welding conditions with accelerated failure characteristics.The performance of the above girth weld joint with joints welded using the main construction-field girth welding procedure was compared to ensure the good girth weldability of the X70 M pipeline.The results of this study have important supervisory significance for field-construction girth welding.Finally, the girth weldability of the X70 M pipeline was found to satisfy the field construction requirements even when the welding conditions are especially rigorous.     

Q235钢和X70管线钢在北美山地灰钙土中的短期腐蚀行为

通过腐蚀失重速率试验、腐蚀形貌特征的扫描电镜观察和X射线衍射分析以及土壤理化性质分析等手段研究了国产Q235钢和X70管线钢在加拿大中南部的山地灰钙土中实地埋样试验一年后的短期腐蚀行为特征.结果发现Q235钢和X70钢的平均腐蚀速率和最大点蚀深度均比较接近,但Q235钢点蚀密度明显高于X70钢;两种钢的腐蚀产物成分类似,均为FeOOH、Fe₃O₄和Fe₂O₃的复杂混合物,腐蚀产物层不致密,存在明显的裂纹;两种钢表层土壤中均发现较多的硫酸盐还原菌、硫化菌和异养菌,这些菌群的共同作用能够加速腐蚀产物层下局部腐蚀的发生.     

钢轨气压焊接头断裂分析

对胶济线K247 975处气压焊断裂接头进行宏观检查、显微形貌与成分分析，认为组织为莱氏体的异种金属物是断裂源，断裂原因是人为熔入铸铁块所致．提出实施小型气压焊接应避免过度加热，杜绝在焊接头进行焊后火焰修补及填充其它金属物。     

集输管道CO2/油/水环境中X65钢的腐蚀特征

通过高温高压动态反应釜实验模拟油田集输管道腐蚀环境,采用腐蚀失重、X射线衍射、扫描电镜和电化学分析等方法,研究了CO₂/油/水环境中X65钢的腐蚀行为. 结果表明:不同原油含水率条件下,X65钢CO₂腐蚀形态发生改变. 含水率较低(40%~50%)时,原油的浸润作用使X65钢表面发生均匀腐蚀,局部由于原油吸附不均匀出现点蚀特征;含水率在70%~80%之间时,原油对钢表面屏障作用减弱,生成的产物膜厚而疏松、局部脱落引发台地腐蚀;含水率为90%时,台地腐蚀破坏区域扩大,腐蚀加重. 原油可以明显改变腐蚀产物晶体颗粒大小、堆垛方式、产物膜结构以及化学成分. 在原油的缓蚀作用下,X65钢CO₂腐蚀过程的温度敏感点向低温段移动,出现在50℃左右,腐蚀速率降低区间变宽,X65钢耐蚀性增强.