原油船货油舱用耐蚀钢及焊接接头腐蚀性能研究

根据国际海事组织《油船货油舱耐蚀钢认可试验程序》,对新开发的SGNS-A32级货油舱用耐蚀钢及其焊接接头进行浸泡腐蚀试验,并辅以金相分析、电化学试验等研究手段,探讨了成分、组织等对耐蚀钢腐蚀行为的影响。结果表明,耐蚀钢板和焊接接头的力学性能和腐蚀性能均满足国际海事组织标准要求,钢板浸泡均匀腐蚀速率0.3mm/a,焊接接头焊缝与母材间腐蚀深度小于12μm;耐蚀钢板组织为铁素体+珠光体组织,焊缝组织为铁素体+贝氏体,热影响区组织为贝氏体;母材的自腐蚀电位较正,其次是焊缝,热影响区的自腐蚀电位最负。     

P122钢焊接接头的热腐蚀性能

研究了涂有NaCl Na2SO4混合盐膜的P122钢焊接接头在650℃空气中的热腐蚀行为.采用X射线衍射和带有能谱的扫描电镜对腐蚀产物进行了分析.试验结果表明,在650℃增加氯化钠的含量,腐蚀速率增加,焊接接头表面形成疏松的氧化层.在相同的腐蚀条件下,P122钢焊接接头的各个区域中,焊缝是整个焊接接头耐热腐蚀最薄弱的区域;P122钢焊接接头在650℃的条件下经过热腐蚀以后得到的热腐蚀产物为Fe2O3、Na3Fe(SO4)和Na2Fe2O4.此外还探讨了P122钢焊接接头的热腐蚀机制.     

高强钢焊接接头在H2S介质中的应力腐蚀性能

用恒载位伸法分别测定了ＨＧ８０钢焊接接头（焊态和回火态）各区在室温饱和Ｈ２Ｓ溶液中的应力腐蚀破裂（ＳＣＣ）抗力。试验结果表明,ＨＧ８０钢接头在介质中表现出很低的断裂抗力。其中焊缝金属是最薄弱的环节。对于焊接接头而言,不能简单地用硬度来预测或评价材料ＳＳＣＣ敏感性,用回火处理来提高高强钢接头的ＳＳＣＣ抗力时需要慎重对待关键在于这种处理能否消除敏感组织或有所改善。     

N800CF低碳贝氏体钢及其焊接接头腐蚀行为研究

采用周期浸蚀试验研究了N800CF低碳贝氏体钢及其焊接接头在模拟工业大气环境下的耐腐蚀行为,并与SMA490BW和Q345C两种材料进行了对比。通过计算腐蚀失重率以及电化学极化曲线分析其腐蚀行为与机理。结果表明,N800CF低碳贝氏体钢耐工业大气腐蚀性能低于SMA490BW耐候钢,但好于Q345C低合金钢;N800CF低碳贝氏体钢接头的耐蚀性能高于母材,且不同焊接热输入下的N800CF低碳贝氏体钢接头在腐蚀前期耐蚀性相差不大,随着腐蚀时间的延长,线能量为15 kJ/cm时焊接接头耐蚀性最好,当线能量达到18 kJ/cm时其耐蚀性相对较差。     

N800CF高强钢母材与焊接接头的周浸腐蚀行为

采用周期浸润腐蚀实验方法分别研究了N800CF、SMA490BW和Q345C三种母材在1.0x10-2mol/L NaHSO3腐蚀溶液中的失重率,以及焊接热输入对N800CF焊接接头腐蚀行为的影响,利用SEM、XRD分别对表面锈层进行形貌观测和相组成及腐蚀机理分析.结果表明,在本实验条件下,N800CF腐蚀失重率低于Q...     

Q690贝氏体桥梁钢焊接接头在模拟乡村大气中耐蚀性能研究

采用干、湿周期浸润法、电化学方法,结合X射线衍射仪(XRD)、场发射原子探针显微镜(FE-EPMA)等现代表面分析技术,研究了Q690贝氏体桥梁钢及其焊接接头在模拟乡村大气环境中的腐蚀动力学规律及机理。结果表明,在整个腐蚀周期内,Q690钢及其焊接接头腐蚀动力学过程可以分为两个阶段,即n>1的加速腐蚀阶段和n<1的减速腐蚀阶段。腐蚀前期,因Q690钢焊接接头母材、热影响区和焊缝区存在明显显微组织差异,形成了以焊缝、热影响区为阳极、母材为阴极的电偶腐蚀对,导致其耐蚀性比母材要差;腐蚀后期,稳定锈层的形成缩小了Q690钢及焊接接头之间的耐蚀性差异。     

Cr17Ni2钢焊接接头抗刀状腐蚀性能的研究

采用二次稳定化退火处理,解决了Cr17Ni2钢异质焊接接头刀状腐蚀的问题。提高了用Cr17Ni2钢制造的焊接叶轮的使用寿命,取得了明显的经济效益。     

表面纳米化对SS400钢焊接接头应力腐蚀性能的影响

采用高能喷丸技术在SS400钢焊接接头表面层上制备纳米结构,利用透射电子显微镜分析研究了表面纳米晶层的结构特征,并利用XRD对高能喷丸表面纳米化处理后表面层残余应力进行了分析.同时,应用慢应变速率拉伸试验研究了SS400钢焊接接头在敏感腐蚀介质硝酸盐溶液(98℃±3℃温度下,57%Ca(NO3)2+3%NH4NO3)中的应力腐蚀(SCC)行为.结果表明,经过高能喷丸处理后,试样表层的晶粒可细化至大约10 nm,且在表面形成残余压应力;高能喷丸表面纳米化可以提高SS400钢焊接接头抗硝酸盐溶液SCC性能.     

低碳钢焊接接头腐蚀性能分析

通过电化学腐蚀试验研究了焊接线能量对低碳钢焊接接头耐腐蚀性能的影响,并对焊接接头组织进行了分析。结果表明,随着线能量的增加,焊接接头组织晶粒变粗大,从而导致焊接接头的耐腐蚀性能下降,腐蚀率增大。     

E550钢埋弧焊接接头在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为

采用增重测量、锈层截面观察、物相定量分析和电化学实验等方法研究了低合金耐候钢E550埋弧焊焊接接头在室内干湿循环加速腐蚀中的行为。结果表明:E550钢焊接接头的腐蚀速率低于母材。E550母材与焊缝的成分差异导致焊接接头不同部位的电位不同,并引起电偶腐蚀。电偶腐蚀对常规的大气腐蚀产生了抑制作用,造成焊接接头腐蚀前沿平整,锈层缺陷减少。随着表面锈层的生长,焊接接头表面不同部位的电位发生不同程度变化,并造成反复发生极性逆转,使腐蚀变得均匀,减弱了电偶腐蚀的局部腐蚀特征。     

X90管线钢焊接接头耐腐蚀性能研究

采用金属浸泡腐蚀试验、电化学腐蚀试验研究不同浓度或pH的HCl、NaOH、NaCl溶液对X90管线钢焊接接头(SMAW、GMAW、SAW)耐腐蚀性能的影响。结果表明:三种焊接接头的腐蚀速率随溶液浓度增加而增加,其中焊接接头对碱性环境耐蚀性较好,耐酸、盐类腐蚀性能较差,在较低浓度或pH下腐蚀接近轻度级别,SMAW焊接接头在pH=1的HCl溶液和5%的NaCl溶液中腐蚀达到重度级别。电化学腐蚀试验表明,SMAW试样自腐蚀电流最高,阻抗最低,三种焊接接头腐蚀均为重度级别,因此在强电解质溶液中建议采取保护措施。     

奥氏体不锈钢焊接接头在含硫介质中的腐蚀性

利用恒电位极化曲线法及金相显微分析方法,研究了奥氏体不锈钢手弧焊焊接接头在含Na2S溶液中的腐蚀行为.结果表明,采用A102焊条的焊缝,其耐蚀性优于A307焊条焊缝;20℃条件下,Na2S质量分数的增加加速腐蚀反应的阴、阳极过程;在Na2S质量分数一定的条件下,温度升高到80℃时,在阳极极化区有钝化现象.     

不同方法焊接的Q235钢接头在亚铵介质中耐蚀性分析

针对亚硫酸铵造纸过程中亚硫酸铵介质对碳钢焊接接头腐蚀严重的实际情况,以三电极电化学研究方法和金相组织分析法研究了焊条电弧焊、TIG焊、CO2气体保护焊等方法焊接的碳钢焊接接头在亚硫酸铵介质中的腐蚀行为.结果表明,采用CO2气体保护焊的Q235钢焊接接头在温度为20～80 ℃、亚硫酸铵浓度为5%～11%的介质中极化曲线与母材相似程度最大,两曲线靠得最近,耐蚀性最好;显微组织观察,采用CO2气体保护焊的焊接接头,焊缝组织由大量的珠光体和针状铁素体组成,细小的珠光体散布在铁素体之间.     

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。     

X80管线钢焊接接头SSCC研究及数值模拟

硫化氢应力腐蚀破裂(sulfide stress corrosion cracking,SSCC)是制约管线钢应用的主要因素.针对X80管线钢焊接接头进行恒位移硫化氢应力腐蚀试验研究,分别测得母材、焊缝和热影响区的应力强度因子门槛值KISCC和裂纹扩展速率da/dt.通过对X80管线钢焊接接头的金相显微组织、断口形貌观察以及硬度测试,分析了X80管线钢SSCC性能的影响因素.并对WOL试样进行了三维弹塑性有限元分析,得到裂纹尖端应力场分布和氢浓度的分布特征.结果表明,热影响区的KISCC最小,裂纹扩展速率最大,具有较差的抗应力腐蚀开裂的能力,其应力腐蚀试验结果与有限元数值分析相互验证.     

碳钢焊接接头腐蚀的有限元模拟

由于焊接接头各区域之间耐蚀性和力学性能的差异,在接头处容易发生局部腐蚀,严重威胁着管线的安全运行,需要对接头腐蚀行为进行预测. 基于电偶腐蚀原理建立了碳钢焊接接头腐蚀的有限元模型,结合COMSOL软件,对三种温度下的接头腐蚀形貌进行了预测. 并利用该模型研究了焊缝余高、焊缝与母材的面积比以及焊缝缺陷对焊缝金属腐蚀速率的影响规律. 结果表明,该有限元模型不但能进行焊接接头腐蚀行为预测,而且可为输油气管道的焊接接头设计提供理论依据.     

Stress corrosion behavior of pipeline steel(X52)welded joint

The resistance of pipeline steel joint welded by submerged arc welding to stress corrosion cracking (SCC) at its different regions in boiling mixed nitrate solution and in H_2S saturated solution at room temperature is examined by the constant-load tension method. The result shows that when tested in nitrate, the weld metal may be the weakest link of the joint if the welding material doesn't match well. The resistance to SCC of the joint in H_2S is very low, especially at the bond and coarse grain zone and is closely dependent on the metallurgical quality of base metal.