超快冷工艺对高铌X80管线钢抗腐蚀性能的影响

依据NACE标准,研究了采用新型超快速冷却工艺生产的X80管线钢抗硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)、抗氢致开裂(HIC)和抗CO2等腐蚀的情况.SSCC腐蚀实验表明,产生开裂的临界应力值在65 ％σs (390MPa)左右,超过此临界值,试样的腐蚀敏感性较高,抗腐蚀能力较差,在95％σs加载水平下,应力敏感性极高.HIC腐蚀实验表明,裂纹敏感百分比、裂纹长度百分比和裂纹厚度百分比均为零.抗CO2腐蚀实验表明,在CO2压力为0.1MPa条件下,平均腐蚀速率为0.6843mm/a.研究表明采用新型超快冷工艺生产的X80管线钢具有优良的抗SSCC腐蚀性能、抗HIC腐蚀性能和抗CO2腐蚀性能.     

X80级管线钢硫化物应力腐蚀开裂研究

采用NACE三点弯曲方法,通过SEM、TEM等手段研究了两种成分的X80级管线钢的硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)行为.腐蚀介质为CH3COOH(0.5%) 去离子水(99.5%) 通入饱和H,2S气体(纯度99.9%以上),试验溶液温度保持在(25±3)℃,试验时间200 h.结果表明,添加合金元素Cu,Ni的材料的临界应力值(Sc)超过1 390 Mpa,而未添加Cu,Ni的材料的临界应力值仅为770 Mpa.添加合金元素Cu,Mi可以获得细小均匀的针状铁素体组织,大量晶粒承受氢压,可以显著提高材料的临界应力值(Sc),从而提高了材料抗SSCC的性能.针状铁素体内高密度缠结的位错和微合金元素的碳氮化物在位错网络上的沉淀析出,起到了强烈的氢陷阱作用,是针状铁素体具有良好抗SSCC性能的主要原因之一.     

X80管线钢焊接与焊缝开裂影响因素研究进展

为了提升油气运输的经济性,保证油气运输管道系统可靠性,管道工程不断向着高强度、高韧性、大管径的趋势发展.其中X80管线钢在新型高级别管线钢中应用最广,但由于近几年涉及环焊缝的失效事故,环焊缝的服役安全问题备受关注,有关X80管线钢焊接接头组织性能以及接头裂纹产生原因的探究也日趋深入.本文分析和总结了国内外X80管线钢基材制备工艺和显微组织、相关焊接接头组织性能和开裂机制等方面的研究成果,探究了X80钢裂纹产生的原因.环焊缝开裂主要是焊口组织、残余应力和氢效应等因素共同作用的结果.影响氢致开裂的主要因素及相关规律可总结为:(1)焊接热输入量直接影响接头质量;(2)热影响区晶粒大小,粗大的晶粒会导致热影响区局部软化;(3)X80管线钢强度高,与低级别管线钢(相似文献   

X90管线钢的抗氢致开裂性能

目前有关X90管线钢抗H2S性能的研究报道较少.为此,采用NACE TM 0284-2003方法对X90和X80管线钢进行氢致开裂(HIC)试验以对比研究其抗HIC性能,论述了氢致开裂的机理,并分析了X90管线钢的微观组织和化学成分对氢致开裂的影响.结果表明:X90管线钢的抗HIC性能较X80管线钢差,X90钢的热影响区与焊缝区的抗HIC性能比母材好;X90钢易产生Mn的偏析,且C会加剧其偏析,同时Cr的碳化物析出使氢鼓泡易在此处产生,2种因素均导致X90钢的抗HIC性能降低;适当控制微观组织比例,降低C含量,在保证提高X90管线钢强度的同时,严格控制Mn和Cr的含量,可以提高其抗HIC性能.     

外加电位条件下X100/X80管线钢的应力腐蚀行为研究

以X100、X80管线钢为研究对象，通过在外加电位条件下的慢应变拉伸速率试验(SSRT),获取管线钢材料在空气中和不同外加电位下的慢拉伸应力腐蚀的应力-应变曲线，分析其应力腐蚀敏感性可知：外加电位对X100和X80管线钢在3.5%NaCl中性溶液中的SCC敏感性和腐蚀开裂机理有显著影响。相同应力腐蚀条件下，X100管线钢的SCC敏感性相对于X80管线钢更低。结合断口微观形貌和极化曲线快、慢扫测试分析X100/X80耐腐蚀性能的特征和差异，可以得出X100和X80管线钢材料在不同外加电位条件下的应力腐蚀机理类型：当外加电位高于-395 mV时，金属处于活化溶解状态；当外加电位置于-395～-462 mV(X80钢)或-395～-504 mV(X100钢)时，机理为膜破裂-阳极溶解(AD)和氢致开裂(HIC)型；如果外加电位进一步降低，机理表现为氢致开裂型。     

X70管线钢在湿H_2S环境中的应力腐蚀行为研究

运用均匀设计方法,通过改变H2S浓度、Cl-浓度、pH值和温度等溶液介质参数,对X70管线钢在湿H2S环境中进行慢应变速率拉伸应力腐蚀试验.研究各参数对X70管线钢应力腐蚀开裂的影响规律,通过扫描电镜分析试样断口的微观形貌,确定其应力腐蚀敏感性,并根据试验结果计算在各试验环境下的应力腐蚀敏感性指数,运用回归分析软件,建立X70管线钢应力腐蚀敏感指数与试验介质参数之间关系的交互型数学模型.     

一种抗大变形管线钢的微观组织与拉伸性能的相关性研究

对比研究了3组X80抗大变形管线钢的拉伸性能和显微组织,讨论微观组织尤其是第二相组态对力学性能的影响.结果表明,3组X80抗大变形管线钢的拉伸应力-应变曲线均呈圆屋顶型的连续屈服态,且纵向屈强比均小于0.85;硬相M/A组元对X80钢产生明显的第二相强化作用,随着M/A相含量的增加,材料屈服强度增大,屈强比主要受控于软硬结合的AF+M/A组元双相组织,硬相M/A组元的体积含量与屈强比表现出非线性关系.     

X70管线钢的室温蠕变及其对流变应力的影响

利用MTS万能试验机研究了X70管线钢在不同应力加载速率和不同加载过程下的室温蠕变现象,以及室温蠕变对流变应力的影响.结果表明,X70管线钢有明显的室温蠕变现象存在,应力加载速率和加载过程对室温蠕变变形量有明显的影响,而且室温蠕变显著提高了材料的流变应力.并根据位错理论对实验结果进行了分析解释.     

延迟加速冷却对X100管线钢的组织和性能的影响

利用热模拟、力学性能测试和材料显微分析等实验技术,研究了X100管线钢在延迟加速冷却条件下的组织与性能的变化规律。研究表明,通过延迟加速冷却,X100管线钢可获得贝氏体+铁素体(B+F)双相组织。随着始冷温度的上升,试验钢的B含量增加,F含量降低,导致材料屈服强度上升,塑性下降。当始冷温度为530℃时,X100管线钢有较低的屈强比,较大的均匀伸长率和较大的形变强化指数,符合大变形管线钢的技术要求。通过延迟加速冷却方法获得的细小的B板条和较高位错密度的F,赋于材料较高的强韧特性和优良的大变形能力。     

API X52管线钢在饱和硫化氢气田水溶液中的氢渗透与氢致开裂行为

天然气输送管道氢致开裂问题日益突出,而API X52管线钢在气田模拟水溶液中氢渗透和氢致开裂的研究较少。模拟了饱和硫化氢某气田水溶液,采用电化学和恒载荷拉伸试验方法,测定了API X52管线钢在不同充氢电流密度下的氢扩散系数、可扩散氢浓度(ω0)及管线钢氢致开裂临界可扩散氢浓度(ωHIC)。结果表明:API X52管线钢可扩散氢浓度(ω0)与充氢电流密度呈线性关系,即ω0=0.99+0.07J;其恒载荷下开裂临界可扩散氢浓度的对数值(lnωHIC)随拉应力(σ)呈线性下降,即σ=475-450lnωHIC。     

管线钢在近中性pH值溶液中的应力腐蚀

为研究不同强度管线钢在近中性土壤环境中的耐腐蚀性能,模拟近中性土壤环境,采用C型环试样进行浸泡试验、电化学试验(极化曲线)来研究X80和X100这2种高强度管线钢在近中性环境中的应力腐蚀行为,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对试验后的试样腐蚀形貌、产物、结构进行了分析。结果表明:在模拟近中性土壤环境下,耐点腐蚀性能X100>X80,加载应力试样<不加载应力试样; 2种材料均表现出应力腐蚀开裂(SCC)敏感性,SCC敏感性X100>X80,说明随着管线钢强度的提高,SCC敏感性增大;应力腐蚀机制为阳极溶解(AD)+氢脆(HE)。     

SRB对X70管线钢在喷气燃料中腐蚀行为的影响

目前,关于油水体系中微生物的腐蚀形成过程、腐蚀机理、检测和评价手段、影响因素以及腐蚀控制方法等研究尚不成熟。采用失重法、线性极化曲线和电化学阻抗谱技术,结合扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)研究了X70管线钢在含硫酸盐还原菌(SRB)的喷气燃料中的腐蚀行为。结果表明:X70管线钢在无菌介质中的腐蚀类型为局部腐蚀;在有菌介质中腐蚀比较严重,出现大面积溃疡状腐蚀区域并伴有大量鼓泡现象,浸泡初期腐蚀速率最大,随着浸泡时间的延长,腐蚀仍然在进行,但腐蚀速率有所下降,SRB参与并促进了X70管线钢的腐蚀,加速阴极反应,增大了X70管线钢的腐蚀倾向。     

高钢级管线钢外部应力腐蚀开裂风险因素研究

目前涉及到3个及以上风险因素的管线钢应力腐蚀研究还较少。为此,通过混合水平的正交试验法,采用慢拉伸试验研究了钢级、保护电位、温度、土壤环境等各敏感因素对高钢级管线钢应力腐蚀开裂行为的影响权重,并采用扫描电镜(SEM)观察了-1 500 mV(vs CSE)保护电位下高钢级管线钢在近中性和高pH值模拟土壤溶液中的应力腐蚀行为。研究结果表明:管线钢外部应力腐蚀开裂风险在设置的试验水平因素中,保护电位对应力腐蚀指数I_SSRT影响的权重最大,随后依次是温度、钢级及土壤环境;保护电位-1 500 m V下,X70、X80管线钢在近中性和高p H值模拟土壤溶液中均具有较强的应力腐蚀敏感性,其SCC机制均为氢脆(HE)机制。     

辽河油田原油输送温度对管线钢内壁腐蚀行为的影响

为了探究高强度钢与低碳钢在原油输送过程中腐蚀性的差异,采用动电位极化和电化学阻抗技术,并结合金相显微镜,研究了辽河油田不同原油输送温度对X70钢和Q235钢电化学腐蚀行为的影响规律。结果表明:2种管线钢在原油中的极化曲线均呈活化溶解特性;当温度变化范围为40~70℃时,随着输油温度的升高,X70钢和Q235钢的腐蚀速率均增大,腐蚀现象越来越显著;相同温度条件下,X70钢的腐蚀速率明显低于Q235钢,X70钢在辽河油田原油中的耐蚀性优于Q235钢。     

Effect of particle size on the electrochemical corrosion behavior of X70 pipeline steel

In this study, by using a standard quartz replace of sandy soil particles, the effect of soil particle size (0.1–0.25 mm, 0.6–1.0 mm) on the electrochemical corrosion behavior of X70 pipeline steel in sandy soil corrosive environment simulated by 3.5 wt% sodium chloride (NaCl) was investigated through polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) technology. The results indicated that the polarization resistance of X70 steel decreased with decreasing particle size. For all polarization curves, the right shift of cathodic branch with decreasing particle size, suggesting that the cathode oxygen reduction process is accelerated. The corrosion of X70 steel is controlled by the process of cathode diffusion and oxygen reduction. This can be attributed to the effect of gas/liquid/solid three‐phase boundary (TPB) zone on cathodic process of X70 steel, and the corrosion rate is mainly determined by the cathodic reaction. EIS of X70 steel consisted of two capacitive loops with 7, 60 and 90 days buried corrosion, and the charge transfer resistance of X70 steel increased with increasing particle size.     

中性土壤环境中碳酸氢根离子与硫酸根离子协同作用对X70钢腐蚀行为的影响

为了降低腐蚀对油气管线运行的危害,探究SO₄^2- 与HCO₃^-协同作用对管线钢腐蚀行为的作用机制,利用交流阻抗技术和动电位极化技术研究不同浓度的SO₄^2- 与HCO₃^-对X70管线钢在中性土壤环境(沈阳土壤)模拟溶液中电化学腐蚀行为的影响,并结合金相显微镜对管线钢表面的腐蚀形貌进行表征。结果表明:随着HCO-3与SO₄^2- 浓度的增大,X70钢电极表面均表现出点蚀坑面积不断扩大、深度也逐渐加深的现象,并且试样的腐蚀电流密度增大,腐蚀程度越来越严重。尤其当HCO-3与SO₄^2- 浓度比例为5∶20时,X70钢的腐蚀电流密度最大,腐蚀速率最快。而当HCO₃^-与SO₄^2- 浓度比例为20∶5时,X70钢表面发生钝化,生成致密的钝化膜,降低了X70...     

Electrochemical characteristics of pipeline-steel with planar-defect epoxy-coating in simulated solutions of Ku'erle soil

An X70 pipeline steel and a low-carbon steel with different types of coating defects were studied using corrosion tests in Ku’erle simulated soil solution containing 0.6000 mol/L Cl^-. Electrochemical characteristics of the X70 pipeline steel with planar-defect epoxy-coating in simulated solutions of Ku’erle soil were tested. The results show that in 0.6000 mol/L Cl^- simulated solution, for low-carbon steel with coating defects (the area ratio is 4.91%), at free corrosion potential and with immersion time, the corrosion with disbond was more severe than that with a break or with break and disbond. In Ku’erle soil simulated solution, when the coating defect area ratio was increased gradually (0.39% → 1.57% → 6.28%), the corrosion of the X70 steel under coating with break was promoted gradually, and the influence of immersion time on the corrosion decreased. The influence of the immersion time on the corrosion was weakened when the defect area ratio increased to a certain degree.     

X80管线钢在含硫酸盐还原菌的土壤环境中的应力腐蚀开裂行为研究进展

X80管线钢因具有高强度、高韧性、抗脆断等性能,已成为现代油气运输中应用最为广泛的钢材之一。X80管线钢在埋地土壤环境中不可避免地受到应力和SRB(Sulfate-reducing bacteria)的共同作用,近年来有关X80管线钢在含SRB的土壤环境中的应力腐蚀开裂已成为一个研究重点。综述了应力腐蚀开裂和SRB腐蚀的影响因素,总结了关于应力和SRB协同作用对X80管线钢腐蚀行为影响的研究现状,分析了现行研究的缺陷和不足,并针对这些问题对今后的研究进行了展望。     

Electrochemical characteristics of pipeline-steel with planar-defect epoxy-coating in simulated solutions of Ku'erle soil

An X70 pipeline steel and a low-carbon steel with different types of coating defects were studied using corrosion tests in Ku’erle simulated soil solution containing 0.6000 mol/L Cl⁻. Electrochemical characteristics of the X70 pipeline steel with planar-defect epoxy-coating in simulated solutions of Ku’erle soil were tested. The results show that in 0.6000 mol/L Cl⁻ simulated solution, for low-carbon steel with coating defects (the area ratio is 4.91%), at free corrosion potential and with immersion time, the corrosion with disbond was more severe than that with a break or with break and disbond. In Ku’erle soil simulated solution, when the coating defect area ratio was increased gradually (0.39% → 1.57% → 6.28%), the corrosion of the X70 steel under coating with break was promoted gradually, and the influence of immersion time on the corrosion decreased. The influence of the immersion time on the corrosion was weakened when the defect area ratio increased to a certain degree.     

海滨盐碱土壤中硫酸盐还原菌对X100管线钢腐蚀行为的影响

为了进一步明确X100管线钢在含硫酸盐还原菌(SRB)海滨盐碱土壤中的耐蚀性,采用表面分析技术、电化学技术和失重法,研究了SRB对X100管线钢腐蚀过程与行为的影响。结果表明:X100管线钢在有无SRB海滨盐碱土壤中的腐蚀均属于中度腐蚀,无SRB时腐蚀产物主要为Fe_2O_3,Fe_3O_4和γ-Fe O(OH),有SRB时腐蚀产物主要为Fe_2O_3,Fe_3O_4,α-Fe O(OH)和Fe7S8;SRB代谢形成的活性生物膜影响了X100管线钢的腐蚀行为,随着腐蚀时间的增加,SRB可在X100管线钢表面形成由微生物膜与腐蚀产物结合的膜,其更加致密,对腐蚀传质具有物理阻碍作用,可以减缓X100管线钢的腐蚀;无SRB菌时X100管线钢表面的腐蚀产物疏松多孔并分布有裂纹,且对基体的保护作用差,其腐蚀速率大于有SRB时的值;SRB的代谢活动抑制了X100管线钢的腐蚀。