Cl~-浓度对超级13Cr油管钢应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)应力腐蚀开裂(SCC)的实验方法,通过应力应变(σ-ε)曲线、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)等手段分析了超级13Cr油管钢在NaCl溶液中的抗拉强度、延伸率、断裂时间、应力腐蚀开裂敏感性指数(kscc)和断口形貌,研究了Cl-浓度对其应力腐蚀开裂行为的影响。结果显示:当NaCl溶液浓度低于15%时,超级13Cr油管钢应力腐蚀的程度较轻,抗应力腐蚀开裂性能较好;而当NaCl溶液浓度大于25%时,其应力腐蚀的程度严重,抗应力腐蚀开裂性能较差;随溶液Cl-浓度的增大,超级13Cr油管钢的力学性能降低、抗SCC性能降低、应力腐蚀开裂的倾向增大、应力腐蚀开裂敏感性指数kσ和kε均呈现增大的趋势,且kε比kσ增大的趋势更明显;Cl-浓度对超级13Cr油管钢塑性的影响比对其抗拉强度的影响更显著。     

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。     

饱和CO2溶液中Cl-浓度对马氏体不锈钢应力腐蚀敏感性的影响

为了明确Cl-浓度的变化对超级13Cr马氏体不锈钢耐蚀性能的影响规律,利用电化学动电位测试技术对比分析了Cl-浓度对超级13Cr腐蚀电位的影响关系;采用慢应变速率拉伸(SSRT)应力腐蚀开裂(SCC)试验方法和应力-应变曲线(σ-ε)、扫描电镜(SEM)等分析手段,研究了饱和CO2环境下在一定慢应变速率条件下Cl-浓度的变化对超级13Cr马氏体不锈钢的抗拉强度、延伸率、应力腐蚀敏感指数(ISSRT)的影响,并结合断口形貌分析了材料的断裂特征.结果 表明:在Cl-浓度≤60 g/L的饱和CO2溶液中,超级13Cr相对于空气中强韧性变化不大,属于韧性断裂模式;随着Cl-浓度的增大,材料的断裂寿命和伸长率均逐渐降低;材料断裂模式由韧性断裂逐渐转变为韧性-脆性混合断裂模式;当Cl-浓度增大到90 g/L时,断口侧面开始出现二次裂纹;当Cl-浓度≥120 g/L时,材料点蚀电位明显降低,点蚀敏感性增大,同时断口侧面出现点蚀现象,进一步促进了应力腐蚀开裂.     

电极极化对铝合金应力腐蚀断裂敏感性的影响

为了探讨极化对铝合金应力腐蚀断裂(SCC)敏感性的影响,采用慢应变速率拉伸技术研究了不同恒电位极化条件下7075T6,7075T7351,7075RRA铝合金的应力腐蚀行为.结果表明,在-1 200～-735 mV(vs SCE)电位范围内,无论是阳极极化还是阴极极化,甚至弱极化,都会增加7075铝合金在3.5% NaCl溶液中的应力腐蚀断裂敏感性,无论哪一种热处理状态的7075铝合金在极化电位下的ISSRT均明显高于腐蚀电位下的ISSRT.同时,有阴极极化时ISSRT值随电极极化增强而减小,阳极极化时ISSRT 值有随电极极化增强而增大的趋势.但不同热处理状态的7075铝合金受极化电位的影响程度不同.由此认为,阳极溶解和氢效应都是导致7075铝合金应力腐蚀开裂的重要因素,电化学保护方法并不适用于7075铝合金应力腐蚀断裂的防护.     

40Cr钢在海水中抗应力腐蚀的快速评价

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT),对40Cr钢在海水中的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性进行评价,并结合快慢扫描极化及电化学噪声监测对其在海水中的腐蚀行为进行研究.结果表明:40Cr钢回火后含有粒状渗碳体,在海水中SCC敏感性很小,即在海水中具有较强的抗应力腐蚀能力,噪声电阻倒数1/R<,n>的变化与拉伸试样的不同阶段能...     

X80管线钢在近中性环境中阴极保护下的应力腐蚀敏感性

目前,对管线钢在外加电位下的应力腐蚀开裂的研究尚不全面.应用慢应变速率拉伸、扫描电镜(SEM)观察和动电位极化测试方法,研究了在近中性模拟土壤溶液(NS4)中,不同阴极保护电位下X80管线钢的应力腐蚀开裂(SCC)行为.结果表明:X80管线钢的SCC行为与阴极保护电位密切相关;在-850,-1000,-1 200 mV(相对饱和硫酸铜电极)3个保护电位下,阴极过程析氢反应起主要作用,随着阴极保护电位的负移,X80管线钢的脆性逐渐增大;在-1 200 mV条件下SCC敏感性系数最高,形变硬化指数最低,SCC现象最为严重.     

pH值对超级13Cr钢在NaCl溶液中腐蚀行为与腐蚀膜特性的影响

采用全浸泡腐蚀方法,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、失重法、极化曲线和交流阻抗(EIS)等分析手段,对超级13Cr油管钢在不同pH值NaCl溶液中的腐蚀形貌、腐蚀速率、腐蚀产物及其腐蚀膜层的电性能进行了分析,研究了超级13Cr油管钢在NaCl溶液中的腐蚀行为与腐蚀膜层电性能,结果表明:超级13Cr油管钢在酸性的NaCl溶液中具有较好的抗腐蚀性能,其表面腐蚀膜层具有钝化特性,随着溶液pH值的降低,其腐蚀膜层的钝化性能增强,发生点蚀的倾向性减小,而发生全面腐蚀的倾向性增大,其腐蚀产物为Fe和Cr的氧化物组成。当溶液pH值大于4.5时,腐蚀速率随着溶液pH值的减小而增大;当溶液pH值小于4.5时,腐蚀速率随着溶液pH值的减小而减小。     

国产管线钢的环境开裂性能研究

采用电化学测试和慢应变速率实验(SSRT)研究了国产X70管线钢在近中性pH和高pH溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)行为.结果表明,X70钢在高pH溶液和近中性pH溶液中的阳极极化曲线表现出明显的差异:在高pH溶液中有明显的活化-钝化转变而在近中性pH溶液中则无;在近中性pH溶液中,X70管线钢的开裂模式是穿晶型的,具有准解理特征,并且随着外加阴极电位的降低,SCC敏感性增加,氢致破裂占主导;随温度的下降以及溶液中CO2含量的增加,溶液pH值降低,SCC敏感性增加.在高pH溶液中,在阴极极化时,X70钢表现出与在近中性pH溶液中类似的破裂行为和特征,即SCC敏感性随电位降低而增大,裂纹数目少而大,裂纹易扩展;但在阳极极化时,裂纹数目多而小,易萌生但难扩展.在2种溶液中阳极极化时,均存在SCC敏感电位区.     

国产管线钢的环境开裂性能研究

采用电化学测试和慢应变速率实验(SSRT)研究了国产X70管线钢在近中性pH和高pH溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)行为.结果表明,X70钢在高pH溶液和近中性pH溶液中的阳极极化曲线表现出明显的差异:在高pH溶液中有明显的活化-钝化转变而在近中性pH溶液中则无;在近中性pH溶液中,X70管线钢的开裂模式是穿晶型的,具有准解理特征,并且随着外加阴极电位的降低,SCC敏感性增加,氢致破裂占主导;随温度的下降以及溶液中CO2含量的增加,溶液pH值降低,SCC敏感性增加.在高pH溶液中,在阴极极化时,X70钢表现出与在近中性pH溶液中类似的破裂行为和特征,即SCC敏感性随电位降低而增大,裂纹数目少而大,裂纹易扩展;但在阳极极化时,裂纹数目多而小,易萌生但难扩展.在2种溶液中阳极极化时,均存在SCC敏感电位区.     

超级13Cr不锈钢在磷酸盐完井液中的应力腐蚀开裂敏感性研究

超级13Cr不锈钢常应用于高温井段,为明确其在高温磷酸盐完井液中的腐蚀及断裂风险,通过慢速率应变拉伸试验(SSRT)和高温高压电化学测试等,结合扫描电镜研究了超级13Cr不锈钢在高温磷酸盐完井液环境中的应力腐蚀开裂敏感性。结果表明:超级13Cr不锈钢在高温磷酸盐完井液环境下具有一定的应力腐蚀开裂敏感性,其应力腐蚀开裂机制为阳极溶解型;随温度升高,超级13Cr不锈钢表面的钝化膜稳定性下降,点蚀敏感性增加,应力腐蚀开裂敏感性增大。     

超级13Cr马氏体不锈钢在入井流体与产出流体环境中的腐蚀行为研究

通过模拟油田超深超高压高温油气井腐蚀环境,研究超级13Cr马氏体不锈钢管材抗均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂(SCC)及酸化液腐蚀的性能。研究结果表明:随着井深的增加,超级13Cr马氏体不锈钢的均匀腐蚀速率逐渐增大,且气相的均匀腐蚀速率要大于液相的腐蚀速率,但不论在液相还是在气相腐蚀条件下,均匀腐蚀速率均远小于0.1mm/a;由于超级13Cr马氏体不锈钢有较高的Mo,Ni含量,在模拟腐蚀环境中未出现明显点蚀现象,且具有良好的抗SCC性能;循环酸化腐蚀试验后试样管体和接箍部分没有出现点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀迹象。     

0.8设计系数用X80管线钢在近中性pH溶液中的应力腐蚀开裂行为

采用慢应变速率拉伸(SSRT)实验研究了X80管线钢及其焊缝在近中性的NS4溶液中的应力腐蚀行为与敏感性。结果表明:X80管线钢及其焊缝主要是塑性损失,且焊缝塑性损失大于母材;X80管线钢及其焊缝在空气中属于典型的韧性断裂特征,在NS4溶液中属于穿晶应力腐蚀开裂(TGSCC),在NS4溶液中母材和焊缝断口中间区域比断口边缘区域表现出更明显的脆性断裂特征。电位在大于-749.86mV时,SCC机制为阳极溶解机制,在-749.86~-839.19mV之间时为阳极溶解和氢脆混合机制,小于-839.19mV时为氢脆机制。     

20钢在H2S溶液中的应力腐蚀开裂行为研究

采用电化学极化、慢应变拉伸、外加极化电位等方法对20钢在饱和H2S溶液中的应力腐蚀及其预防措施进行了研究.研究结果表明,20钢在饱和H2S水溶液中具有很高的应力腐蚀敏感性;在饱和H2S水溶液中对20钢进行适当的阳极或阴极极化均可降低20钢的应力腐蚀开裂敏感性,但阳极极化效果最为明显;在饱和H2S水溶液中添加咪唑啉缓蚀剂、硫脲-吡啶复配缓蚀剂都能显著降低20钢的应力腐蚀开裂敏感性.     

超级13Cr和P110油管钢在NaCl溶液中电偶腐蚀行为的研究

采用电化学方法研究了超级13Cr-P110钢偶对在NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,测试了开路电位、电偶电流和电偶电位,采用SEM、EDS和XRD分别对腐蚀形貌和产物进行了表征。结果表明,超级13Cr和P110钢在NaCl溶液中存在明显的电位差,两者偶接时超级13Cr作为阴极被保护,而P110钢作为阳极被加速腐蚀,该电偶对产生的电偶电流密度会形成严重的电偶腐蚀,随着Sc/Sa的增大,电偶电流明显增大,阳极的腐蚀程度加重,腐蚀产物为氧化物,腐蚀破坏的形式由腐蚀产物疏松转变为腐蚀膜层开裂形成的片层状脱落。     

富锌涂层、阴极极化对管线钢应力腐蚀开裂敏感性的影响

为加强对油气管线钢腐蚀失效机理的认识,采用动态慢应变速率拉伸试验(SSRT),研究了弱酸性环境中富锌涂层与阴极保护对16Mn和X80 2种不同强度级别管线钢应力腐蚀开裂(SCC)敏感性的影响,探讨了2种管线钢的SCC机理.结果表明:在5%NaCl 0.5%CH3 COOH 酸性溶液中,16Mn钢的SCC机理以阳极溶解为主,富锌涂层和阴极保护均能有效提高16Mn钢的SCC抗力,前者效果优于后者;X80钢的SCC机理以氢脆为主,富锌涂层和阴极极化均促进其SCC过程,但富锌涂层提高X80钢SCC敏感性的程度低于与涂层自腐蚀电位相近的阴极极化作用.     

激光冲击对X70焊接接头慢拉伸电化学腐蚀的影响

为了改善X70管线钢焊接接头慢拉伸电化学腐蚀性能,用激光冲击波对X70管线钢焊接接头表面进行强化处理.采用慢应变速率拉伸法分析了X70管线钢焊接接头,在不同H2S浓度的NACE溶液(0.5%HAC+5%NaCl)中电化学腐蚀行为,测试了激光冲击处理前后X70管线钢焊接接头腐蚀电位,讨论了激光冲击处理对X70管线钢焊接接头腐蚀电位和断口形貌的影响.实验结果表明,激光冲击处理改善了X70管线钢焊接接头腐蚀性能,其SCC敏感性指数Iscc降低了6%.经激光冲击处理后试样自然腐蚀电位正移,极化电阻逐渐增大,其耐蚀性比原始状态有所提高.     

X70钢在鹰潭酸性土壤中的应力腐蚀行为

在不同的阴极保护电位下,采用慢应变速率拉伸试验（SSRT）和电化学方法研究X70钢在水饱和鹰潭土壤中的应力腐蚀开裂行为,为酸性土壤地区的X70钢管线的腐蚀防护提供基础参考数据。结果表明,X70钢在实验所用的酸性土壤环境中能够发生穿晶应力腐蚀裂纹（TGSCC）;SCC萌生与外加保护电位有关,外加电位较高、X70钢完全受阳极过程控制时的SCC敏感性较低;外加电位较低、X70钢受阴阳极混合电极过程控制或完全受阴极过程控制时均能发生SCC,且其敏感性随外加电位的降低而增加,且完全受阴极过程控制时的SCC敏感性大大高于其它情况。     

7A52铝合金焊接件应力腐蚀性能评价

应用慢应变速率拉伸应力腐蚀实验方法和恒载荷拉伸应力腐蚀实验方法评价了7A52铝合金焊接试样的应力腐蚀(SCC)敏感性,并对断口微观形貌进行了分析.结果表明:使用5A56焊丝,采用金属焊条惰性气体焊接(MIG)工艺双面焊制成7A52焊接件应力腐蚀敏感性比较低,具有较好的抗应力腐蚀开裂性能;但当使用环境温度较高、施加应力大于90％σp0.2时,也有可能发生应力腐蚀开裂.断口微观分析表明焊接部位普遍存在气孔;高温或高应力下产生SCC开裂的断口存在明显的二次裂纹,并且随着应力水平的增加,二次裂纹增大.     

Fe85Ga15多晶在模拟海水中的应力腐蚀行为研究

研究了新型磁致伸缩材料Fe-Ga合金的应力腐蚀性能。采用恒载荷和慢应变速率拉伸(SSRT)试验,结合电化学测试技术,研究了铸态Fe85Ga15多晶在模拟海水中的应力腐蚀。结果表明,开路电位下,模拟海水中薄板光滑试样恒载荷拉伸能够发生低于材料抗拉强度的断裂,且断裂时间明显依赖于外加应力的大小,外加应力愈大,断裂时间愈短。这表明铸态Fe85Ga15合金在模拟海水中能够发生应力腐蚀开裂(SCC),且SCC归一化门槛应力为σscc/σb=0.34。慢应变速率拉伸显示,SCC敏感性在应变速率为5×10-7/s时最大,用强度损失表示为Iσ=(1-σc/σb)×100%=35%。阴极极化升高而阳极极化降低恒载荷SCC断裂时间。这些结果初步表明铸态Fe85Ga15合金在模拟海水中的应力腐蚀为阳极溶解型。     

超级13Cr油管钢在不同浓度Cl-介质中的腐蚀行为

采用全浸腐蚀实验方法,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)、失重法、极化曲线等分析手段,对超级13Cr油管钢在不同浓度(5%,15%,25%,35%,质量分数)的NaCl溶液中的腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物及电化学特性进行了分析,研究了Cl~-浓度对其腐蚀行为的影响。结果显示:超级13Cr油管钢在Cl~-浓度低于35%的NaCl溶液中具有较好的耐腐蚀性能,Cl~-浓度对其腐蚀行为有一定程度的影响,随着Cl~-浓度的增大,材料的耐腐蚀性能降低,被腐蚀倾向增大。较高的Cl~-浓度加速了材料表面点蚀的生长,引发局部腐蚀,进而导致全面腐蚀。Cl~-浓度的增大使超级13Cr油管钢的腐蚀速率增大,但随着腐蚀程度的加重,腐蚀产物增厚及覆盖面积增大,阻碍了基体和溶液的接触,从而减缓了腐蚀速率的增速,其腐蚀产物主要是由Fe和Cr的氧化物构成。