激光冲击处理对X70管线钢焊接接头H_2S应力腐蚀影响

采用慢应变速率法(SSRT)进行了X70管线钢焊接接头在H2S介质中应力腐蚀试验,研究了H2S对X70管线钢焊接接头应力腐蚀开裂(SSCC)的敏感性,分析了激光冲击处理对X70管线钢焊接接头抗H2S应力腐蚀开裂SSCC行为的影响。结果表明,经激光冲击处理后X70管线钢焊接接头表面产生了晶粒细化和残余压应力,提高了管线钢焊接接头在NACE饱和H_2S溶液中抗应力腐蚀性能;原始状态试样在NACE饱和H_2S溶液中慢拉伸试验平均应力腐蚀敏感性指数>25%,有明显的应力腐蚀倾向;经激光冲击处理后试样在NACE饱和H_2S溶液中平均应力腐蚀敏感性指数为19.05%,应力腐蚀倾向不明显,因此,激光冲击处理有效地提高了X70管线钢焊接接头的抗应力腐蚀性能。     

激光冲击强化管线钢焊接接头机理研究

采用慢应变拉伸试验方法,研究了激光冲击强化处理管线钢焊接接头在NACE饱和H2S溶液中平均应力腐蚀敏感性指数的变化。试验结果表明,经过激光冲击强化处理后的国产X70管线钢焊接接头在NACE饱和H2S溶液中平均应力腐蚀敏感性指数比未经过激光冲击强化处理的敏感性指数要低,抗应力腐蚀性能增强,从而使得输油管道在运输中由于泄漏造成的损失降低。     

X70管线钢焊接接头慢拉伸应力腐蚀行为

利用金相显微镜观察了X70管线钢焊接接头组织结构,通过慢拉伸试验分析了X70管线钢焊接接头在NACE溶液中应力腐蚀行为,测试了X70管线钢焊接接头在不同H2S浓度下电化学腐蚀电位,讨论了X70管线钢焊接接头自腐蚀电位形成机理。结果表明,X70管线钢焊接接头熔合区中M-A组元所产生的微裂纹是焊接接头应力腐蚀产生裂纹的主要来源,使得其耐腐蚀性能下降;焊接接头在腐蚀初期主要表现为典型的点腐蚀特征,点蚀坑相互连接不断扩展,点蚀坑被生成的腐蚀产物所覆盖;焊接接头自腐蚀电位随着H2S浓度的增加而发生负移,应力腐蚀敏感性增加,在含饱和H2S NACE溶液中具有明显的应力腐蚀倾向。     

Reel铺设弯曲过程对X65海管焊接接头耐H_2S应力腐蚀性能的影响

利用自主设计的弯管试验机对准101.6 mm的X65级焊接管线钢进行了Reel铺设弯曲模拟试验,并采用四点弯曲试验方法,评价了Reel铺设弯曲过程对X65海管环焊缝接头的耐H2S应力腐蚀性能的影响。通过试验后对环焊缝接头进行宏观观察和微观组织分析,结果表明, Reel铺设模拟弯曲试验前后的X65级管线钢的GTAW焊接接头均未出现裂纹,且无微观组织缺陷,具有较好的耐H2S应力腐蚀性能,弯曲过程对该管线钢焊接头耐H2S应力腐蚀性能无明显影响。     

激光冲击对X70管线钢焊接接头H_2S应力腐蚀断口的影响

利用激光冲击波对X70管线钢焊接接头进行了改性处理,通过慢应变速率法（SSRT）研究了其在NACE（national association of corrosion engineers）标准饱和H2S溶液中应力腐蚀的敏感性,并对其断口进行SEM观察,分析了激光冲击处理对X70管线钢焊接接头抗H2S应力腐蚀开裂（SCC...     

国产X80管线钢的H2S应力腐蚀开裂行为

采用三点弯曲加载法，研究了国产X80管线钢及其焊接接头的抗H2S环境应力腐蚀开裂（SSCC）行为.结果表明，热影响区（HAZ）对应力腐蚀开裂最为敏感，主要是HAZ组织不均匀、晶粒粗大、硬度大，易引起局部腐蚀，从而导致该区SSCC敏感性高。母材的纵向和横向取样对H2S应力腐蚀不敏感，薄壁管材较厚壁管材有更好的H2S环境应力腐蚀抗力.      

X65海管环缝耐H_2S应力腐蚀性能研究

采用四点弯曲试验方法,评价了海底管道X65级管线钢采用GTAW+SMAW工艺的环焊缝接头的耐H2S应力腐蚀性能。通过对接头的宏观观察和微观组织分析结果表明,X65级管线钢的GTAW+SMAW焊接接头并未出现裂纹,且无微观组织缺陷,具有较好的耐H2S应力腐蚀性能。     

X65管线钢焊接接头H2S应力腐蚀研究及其有限元数值分析

在X65管线钢H2S应力腐蚀试验的基础上，建立了三维弹塑性有限元模型．通过三维弹塑性有限元的数值分析，得到了裂纹尖端应力场分布和氢浓度的分布特征．通过对X65管线钢焊接接头的显微组织观察和基本力学性能研究，对影响其应力腐蚀影响因素提供了实验依据．并根据楔形张开加载恒位移试样得出了X65管线钢焊接接头的临界应力强度因子KISCC和裂纹扩展速率，其应力腐蚀试验结果在有限元数值分析中得到了验证。     

管线钢焊接接头H2S应力腐蚀试验分析

采用楔形张开加载(WOL)试样,对X56、X65管线钢不同焊接工艺下焊接接头的焊缝金属和热影响区在H2S介质中的抗应力腐蚀性能进行了试验研究.结果表明,全部平行试样都发生了少量的裂纹扩展,当应力强度因子K达到临界值(KISCC),裂纹不再扩展.在文中采用的焊接工艺下制备的X56钢和X65钢焊接接头,热影响区的抗H2S应力腐蚀性能略强于焊缝金属,且焊缝金属和热影响区性能均低于文献中介绍的母材性能,可以认为是焊缝金属和热影响区粗晶区的晶粒粗化、焊接缺陷、焊接残余应力和焊缝的高匹配等因素造成的.     

X70管线钢硫化氢应力腐蚀

测试了在含硫化氢(H2S)的介质中不同成分X70管线钢母材、焊缝及焊缝消除残余应力退火后的H2S应力腐蚀性能。在此基础上，讨论了成分及焊后退火处理对管线钢H2S应力腐蚀的影响。试验结果表明，对X70管线钢由H2S引起的应力腐蚀开裂SSCC(Sulfide Stress Corrosion Cracking)的主要影响因素是Mn、P元素，而不是C元素。相对母材而言，焊缝的抗SSCC的能力有所降低，这是由于在焊接过程中，焊缝的成分，组织及性能等发生了一系列变化。同时，焊缝中存在的焊接缺陷也会导致焊缝的SSCC抗力降低。此外，通过消除残余应力退火处理可提高管线钢SSCC抗力。     

HIC and SSC Behavior of High-Strength Pipeline Steels

In this study,hydrogen-induced cracking(HIC) and sulfide stress corrosion cracking(SSC) behaviors of highstrength pipeline steels in four different strength grades(X70,X80,X90 and X100) with the microstructure of acicular ferrite were estimated.The results showed that both of X70 and X80 steels exhibited better HIC resistance,and their susceptibility to HIC increased with the strength grade.HIC parameters,including cracking length ratio,cracking thickness ratio(CTR) and cracking sensitivity ratio,were all increased,and among these,the CTR increased most,with the increase in the strength grade.HIC was found to initiate and grow along the hard boundaries such as large size martensite/austenite(M/A) islands and bainitic ferrite.In addition,the density of hydrogen-induced blister on the steel surface was increased with the decrease in p H value for the same-grade pipeline steels.SSC susceptibilities of X80,X90 and X90-C were revealed to subsequently decrease,which was related to the large size M/A islands.     

模拟油田工况条件低Cr钢抗H2S应力腐蚀开裂行为研究

    运用四点弯曲试验方法,参照NACE 0177-2005标准研究了低Cr钢在模拟塔里木油田工况条件下的抗H₂S应力腐蚀开裂（SSC）行为.结果表明：经720小时试验后,0.5 Cr试样表面未发现宏观及微观裂纹,表现出良好的抗SSC能力,而普通3 Cr、5 Cr试样表面均发现宏观及微观裂纹,没有通过抗SSC性能检测;应从成分设计及适当的热处理等方面着手,获得理想的显微组织,来提高3 Cr、5 Cr钢的抗SSC性能.     

经济型抗H2S＋CO2腐蚀油管BG110S-2Cr开发

根据Cr元素对低合金钢力学性能的影响规律,在3Cr系列经济型抗H2S和（或）CO2腐蚀钢种基础上,成功开发出110kpsi（758MPa）钢级经济型抗H2S＋CO2腐蚀油管BG110S-2Cr。试验表明,大生产BG110S-2Cr油管具有优良的抗H2S应力腐蚀开裂（SSC）性能。与常规P110油套管相比,在模拟油田典型腐蚀介质中其CO2腐蚀速率降低了一半以上。     

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 在真空感应炉内向25CrMoVB钢中加入不同含量的混合稀土,分析了稀土加入量、钢中稀土总量(Re)与稀土固溶量(Res)之间的关系。通过硫化物应力腐蚀(SSC)和抗氢致开裂(HIC)试验,研究了稀土对试验钢抗硫化氢腐蚀性能的影响。结果表明各试验钢具有良好的抗氢致开裂能力,适量的稀土加入量可显著提高25CrMoVB钢的抗硫化物应力腐蚀能力。     

国产X70管线钢及其焊缝的氢致裂纹

依据氢致裂纹(Hydrogen Induced Cracking,HIC)试验标准,针对国产X70管线钢及其焊缝进行了HIC性能的研究,同时分析讨论了夹杂物对HIC性能的影响。研究结果证明,焊缝抗HIC能力不因焊接过程中焊接接头发生的一系列变化而比母材低;随着非金属夹杂物含量的增加,国产管线钢HIC敏感性增加。此外,夹杂物的形态和分布同样影响着管线钢的抗HIC性能。     

Salt Spray Corrosion Resistance of Aluminized Coatings on X70 Pipeline Steel by Laser Thermal Radiation

利用激光热辐射对X70管线钢表面进行渗铝处理,通过SEM观察了渗铝层表面和界面形貌,并对其结合界面的化学元素进行了EDS线能谱分析。对盐雾腐蚀后界面化学元素进行了EDS面能谱分析,用XRD分析了盐雾腐蚀前后渗铝层表面的物相,研究了渗铝层对X70管线钢抗盐雾腐蚀性能的影响。结果表明,激光热辐射渗铝处理后X70管线钢表层为氧化铝层,化学元素在表面和界面分布均匀,无富集现象,在结合界面处相互渗透,形成冶金结合形式;盐雾腐蚀后原始试样表面点蚀严重,形成全面腐蚀;渗铝处理后试样表面生成致密的Al2O3保护膜,阻止了腐蚀性介质Cl-离子和基体活性Fe的接触,提高了X70管线钢抗盐雾腐蚀能力。     

Study of microstructures and of domestic X70 properties for girth welding pipeline steels

With the development of domestic pipeline steels, it is necessary to develop suitable welding technology which can improve the properties of the welded pipeline. In this paper, the microstructures and mechanical properties of domestic XTO pipeline steels and welded joints are discussed. The welding consumables of BOHLER E6010 and HOBART 81N1 are matched for girth welding. The following characteristics in heat-affected zone（ HAZ） are indicated that microstructures of intercritical HAZ（ ICHAZ） is finer and more uniform, the grain sizes of fine-grain HAZ （ FGHAZ） and subcritical HAZ （ SCHAZ） are smaller than that of coarse-grain HAZ（ CGHAZ）. The hardness, tensile strength and toughness of welded joints come up to the standard. The micrographs of impact specimens in welded joints are cleavage, quasi-cleavage and dimple which shows there is typical ductile rupture.     

微观组织对X52钢抗H2S腐蚀和开裂性能的影响

通过对X52钢进行热处理获得三种不同组织。SEM观察发现三种组织分别为铁素体/带状珠光体、马氏体/贝氏体和针状铁素体/回火马氏体。通过动电位极化、线性极化电阻、氢致开裂（HIC）实验和硫化物应力腐蚀开裂（SSC）实验,研究了不同热处理对X52钢在H₂S环境中的腐蚀与开裂行为的影响。结果表明马氏体/贝氏体显微组织由于位错密度很高且脆性大,因而腐蚀速率及HIC和SSC敏感性很高。铁素体/带状珠光体组织和针状铁素体/回火马氏体组织腐蚀速率及HIC和SSC敏感性很低。针状铁素体/回火马氏体组织由于不含带状组织且晶粒细小以及碳化物的析出,因此其HIC和SSC抗性优于铁素体/带状珠光体组织。     

硫含量及显微组织对管线钢力学性能和抗H2S行为的影响

测试了4种不同硫含量(5×10-6,17×10-6,50×10-6,100×10-6)及不同显微组织管线钢的力学性能和抗H2S开裂性能.结果表明,高硫含量(100×10-6)会导致管线钢中Ⅱ型MnS夹杂物的形成,恶化冲击性能,而对拉伸性能和抗H2S开裂性能不产生明显影响.针状铁素体组织比(多边形铁索体 珠光体)组织具有更好的强韧性,但两种组织的抗H2S开裂性能相反,分析认为这与针状铁素体中大量可动位错对氢的携带和聚集有关.