X80管线钢在近中性pH溶液中腐蚀行为研究

目的研究X80管线钢在近中性p H溶液中的腐蚀与应力腐蚀裂纹萌生行为。方法采用电化学实验和浸泡实验研究X80管线钢在近中性p H溶液中的腐蚀行为,采用慢应变速率拉伸实验研究X80管线钢在近中性p H溶液中,在自腐蚀电位和外加电位下的应力腐蚀裂纹萌生行为。结果 X80管线钢在近中性p H溶液中的极化曲线只有活化区,没有钝化区,其自腐蚀电位约为-750 m V,浸泡195天后,试样表面没有氧化膜出现,但是观察到点蚀坑。在自腐蚀电位下,X80管线钢试验表面有大量的应力腐蚀裂纹;在-500 m V阳极外加电位下,X80管线钢试验表面几乎没有观察到应力腐蚀裂纹;在-850 m V阴极外加电位下,X80管线钢试验表面的应力腐蚀裂纹很少,但是随着外加阴极电位负移到-1300 m V时,X80管线钢试验表面的应力腐蚀裂纹增多。结论 X80管线钢在近中性p H溶液中发生均匀腐蚀,但是夹杂物剥落能在X80管线钢表面形成点蚀坑。在近中性p H溶液中,在自腐蚀电位下,X80管线钢应力腐蚀裂纹萌生敏感性最强;外加阴极电位抑制应力腐蚀裂纹萌生,但是随着外加阴极电位的负移,应力腐蚀裂纹萌生敏感性增强;外加阳极电位下,由于均匀腐蚀的作用,应力腐蚀裂纹萌生敏感性较弱。     

温度和外加电位对X70管线钢在土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用动电位扫描、慢应变拉伸（SSRT）和扫描电镜观察研究了温度和外加电位对X70管线钢在成都土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为的影响。结果表明,在不同温度和不同电位下,X70管线钢在土壤模拟溶液中表现出不同的应力腐蚀敏感性。在温度和外加电位的交互试验中,电位的变化对X70管线钢在成都土壤模拟溶液中的应力腐蚀敏感性的影响占主导地位,应力腐蚀敏感性在不同温度下的变化趋势保持一致。在－450 mV(vs SCE,下同)的阳极电位下,SCC的机理为阳极溶解;在－850 mV电位下,阴极保护作用抑制了阳极溶解;当电位负移至－1200 mV时,表现出较强的应力腐蚀敏感性,SCC机理以氢脆为主。温度对应力腐蚀敏感性的影响主要体现在对阴极极化电位的影响,但是各种因素综合在一起导致应力腐蚀敏感性随温度变化的复杂性。     

外加电位对X90钢及其焊缝在近中性土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)实验、动电位极化技术和SEM观察等方法,研究了X90钢基体和焊缝在近中性土壤模拟溶液中不同阴极保护电位下的应力腐蚀行为。结果表明,X90管线钢及其焊缝组织在近中性土壤模拟溶液中均具有一定的应力腐蚀敏感性,裂纹扩展为穿晶腐蚀裂纹;应力腐蚀开裂(SCC)的裂纹萌生与扩展与外加保护电位有关。在开路电位(OCP)~-1000 m V的电位范围内,X90钢的SCC机制均为阳极溶解(AD)+氢脆(HE)的混合机制;在OCP下,由于AD作用较强,SCC敏感性较明显;在-800 m V下,由于AD和HE作用均较弱,导致SCC敏感性最低;而在-900 m V时,由于HE作用明显增强,具有最高的SCC敏感性;在相同电位条件下,焊缝的SCC敏感性高于母材。     

X100管线钢在酸性土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为

采用慢拉伸(SSRT)、动电位极化和SEM观察等方法,研究了在不同的阴极保护电位条件下X100钢在酸性土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为.结果表明,X100钢发生穿晶裂纹的应力腐蚀,裂纹的萌生和发展与阴极保护电位有关.完全阳极过程控制时,X100钢无裂纹出现,但出现晶间腐蚀;在混合过程控制时,应力腐蚀敏感性较低,裂纹发展缓慢;在完全阴极过程控制时,氢脆机制起主要作用,裂纹扩展迅速.     

涂层剥离条件下X70管线钢的应力腐蚀裂纹萌生行为

通过循环载荷实验,研究了管道涂层剥离条件下,阴极保护电位对X70管线钢在近中性pH值溶液(NS4溶液)中应力腐蚀裂纹萌生的影响.利用SEM观察了距涂层剥离口不同距离处的应力腐蚀裂纹的萌生情况.结果表明,外加-850 mV阴极保护电位时,剥离涂层下样品表面裂纹的萌生程度随距离涂层开裂口长度的增加而逐渐减轻;外加-1000 mV阴极保护电位时,剥离涂层下样品表面裂纹的萌生程度随距离涂层开裂口长度的增加而稍有增加,但缝隙内各个位置的裂纹萌生程度低于-850 mV极化电位下缝隙内部相应位置的裂纹萌生程度;涂层的剥离降低了阴极保护的效果,要达到涂层完整时的阴极保护效果,则需要使阴极保护电位适当负移.     

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。     

外加电位对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用动电位扫描方法和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为,并用扫描电镜观察分析了不同外加电位下的断口形貌。结果表明,X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的极化曲线具有典型的活性溶解特征。随外加电位的负移,X80管线钢的应力腐蚀敏感性明显增加。阴极极化条件下,X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的SCC的开裂机制为氢致破裂(HIC)。     

X80管线钢在模拟土壤介质中的电化学行为

利用电化学测试手段,研究了X80管线钢在模拟土壤介质中的电化学行为.结果表明:土壤含水量达到20%时,X80管线钢在土壤介质中的腐蚀速度最大;当土壤介质pH<7时,以H-还原为主,析氢电位明显比碱性条件下低;外加电流阴极保护和涂层联合应用时,腐蚀电流先增大再减小,最后趋于稳定.     

外加电位下X80双相管线钢在模拟沿海土壤环境中的应力腐蚀行为

采用交流阻抗谱、极化试验、慢应变拉伸试验研究了不同外加电位下在模拟沿海土壤环境中X80双相管线钢的应力腐蚀行为,对拉伸断口和极化后试样进行SEM表面形貌及能谱分析。结果表明,与慢扫极化(模拟的非裂尖区域)相比,X80双相管线钢快扫极化模拟的裂尖腐蚀电位较负且腐蚀电流较大。-750 mV外加阴极电位处于裂尖自腐蚀电位范围,不足以起到阴极保护的作用,对应力腐蚀仍十分敏感。外加电位为-1050 mV时,阴极反应速率显著大于阳极反应,阴极反应产生的氢被金属吸收且扩散,慢应变拉伸未经颈缩即发生断裂,为准解理断裂。外加阴极电位为-900 mV,阴极电流有效抑制了阳极溶解反应,因此管线钢在模拟沿海土壤溶液中慢应变拉伸抗拉强度和断面收缩率都最高,断口表现为韧性断裂,侧面裂纹细小,阻抗模值最大,应力腐蚀敏感性最小。     

X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀裂纹扩展行为机理

采用电化学极化曲线测试、EIS测试、裂纹扩展实验和SEM分析研究了X80管线钢在鹰潭土壤溶液环境下的应力腐蚀开裂(SCC)裂纹扩展行为及机理.结果表明,X80管线钢在酸性土壤环境中的裂纹扩展速率随着外加电位的降低呈现增加趋势,相较于开路电位下的裂纹扩展,在裂纹扩展初期,-850 m V下裂纹扩展速率较大,而在裂纹快速扩展阶段,过保护电位-1200 m V下裂纹扩展速率更大;同时X80管线钢在酸性土壤环境中的SCC裂纹扩展机制也随着施加外加电位的不同而改变,在外加电位高于-930 m V时为阳极溶解与氢脆的混合机制,负于-930 m V时则为氢脆机制.     

外加电位对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率拉仲试验(SSRT)研究了不同外加电位下X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,并用扫描电镜分析了不同电位下的断面形貌.结果表明,X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中具有SCC敏感性;在Ecorr附近施加弱极化时,应力腐蚀开裂敏感性增加;施加强阳极电位时,发生强烈阳极溶解,导致阳极溶解断裂;施加强阴极电位时,析氢过程加强,导致氢致应力腐蚀断裂.     

建筑用钢的耐腐蚀性能研究

对建筑用管线钢X60进行了含水土壤中的应力腐蚀试验,研究了外加电位和附加应力对管线钢土壤应力腐蚀敏感性的影响。结果表明,随着外加电位的正向移动,建筑用管线钢的抗拉强度逐渐增大,且断后伸长率逐渐增加;随着外加电位的正向移动,应力腐蚀敏感性逐渐降低;随着附加应力的增加,应力腐蚀敏感性逐渐升高。     

外加电位对X80管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用电化学动电位极化技术、慢应变速率拉伸(SSRT)实验和SEM对X80管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为进行了研究.结果表明:X80管线钢在酸性土壤环境中具有较高的SCC敏感性,其断口模式为穿晶SCC;SCC机制随外加电位的不同而改变,在外加电位高于-930 mV时,其SCC机制由阳极溶解和氢致腐蚀两种电极过程控制,呈现阳极溶解和氢脆复合机制;当电位低于该电位时,其SCC为氢脆机制.随着外加阴极电位的降低,X80管线钢的SCC敏感性不断增大;与X70钢相比,氢脆作用在X80管线钢SCC过程中发挥了更重要的作用.     

埋地X80石油管道的应力腐蚀与防护

综述了埋地X80石油管道的应力腐蚀开裂类型与机理,介绍了材料、应力、环境因素(pH、温度、外加电位、阴极保护)对X80管线钢应力腐蚀行为的影响,并提出了相应的防护措施.     

阴极极化下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀行为研究

采用电化学阻抗和慢应变速率方法,结合扫描电子显微镜,研究了不同阴极极化电位下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为。结果表明：鹰潭土壤模拟溶液中,X80钢/溶液界面处电荷转移电阻随阴极极化程度增加先升后降。在自腐蚀电位条件下开裂机理为阳极溶解,当外加电位为-1000 mV (vs SCE),应力腐蚀敏感性最低,此电位为最佳保护电位;继续增大阴极极化程度,应力腐蚀敏感性增加,此时开裂机制为氢和应力协同作用下的氢致开裂。     

交流杂散电流密度对X80管线钢腐蚀行为的影响

采用自主设计的试验装置,通过电化学试验和浸泡试验对不同交流杂散电流密度下X80管线钢的腐蚀行为进行了研究。结果表明:交流干扰对X80管线钢阴极极化的影响程度远大于对其阳极极化的影响,在产物膜的形成速率与溶解速率相差不大时,极化曲线表现为两个零电流电位;交流杂散电流密度较高时,最大蚀坑深度显著增加,X80管线钢的腐蚀形态由均匀腐蚀向点蚀转变;交流杂散电流密度大于100A/m2时,用局部腐蚀速率评价X80管线钢的腐蚀程度更合理。     

埋地管线钢缝隙腐蚀的机理与防护研究进展

通过对埋地管线钢缝隙腐蚀的机理及防护进行综述,总结了阴极保护下缝内的电位电流分布规律,缝口保护电位、缝口尺寸、溶液导电率与缝内极化电位电流的关系及环境因素对缝隙腐蚀的影响。表明了埋地管线钢的缝隙腐蚀规律研究方面的重大意义。     

表面纳米化对X80管线钢应力腐蚀开裂行为的影响

通过超声表面滚压(ultrasonic surface rolling processing,USRP)方法对X80管线钢进行表面纳米化处理,利用金相显微镜和透射电镜对材料表面的微观组织进行了分析.采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)和扫描电镜观察研究USRP对X80管线钢在NS4溶液中的应力腐蚀行为.结果表明,USRP处理使X80管线钢表层晶粒细化至纳米量级,X80管线钢随着外加电位的负移,断裂时间、断面收缩率、应变量都明显缩短,X80管线钢的SCC敏感性增加,应力腐蚀断口呈穿晶准解理特征,表面纳米化延长了X80管线钢的断裂时间,增加了应力腐蚀抗力.     

硫酸盐还原菌对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响北大核心CSCD

利用动电位极化技术、慢应变速率拉伸试验(SSRT)以及扫描电镜(SEM)等方法研究了大港土壤环境中硫酸盐还原菌(SRB)对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响及作用机理。结果表明:与无菌条件下相比,大港土壤模拟溶液中SRB的存在促进了X80管线钢的阳极溶解过程,诱发了金属的点蚀行为,增大了应力腐蚀开裂的机率。大港溶液中SRB数量越多,试样的点蚀电位越低,X80钢的应力腐蚀敏感性越大。当SRB生长4 d时,其菌量最大,此时试样断口形貌仍表现为韧性断裂特征;在SRB不同生长阶段下大港土壤模拟溶液中X80管线钢的应力腐蚀开裂机理为阳极溶解机制。     

硫酸盐还原菌对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响

利用动电位极化技术、慢应变速率拉伸试验(SSRT)以及扫描电镜(SEM)等方法研究了大港土壤环境中硫酸盐还原菌(SRB)对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响及作用机理。结果表明:与无菌条件下相比,大港土壤模拟溶液中SRB的存在促进了X80管线钢的阳极溶解过程,诱发了金属的点蚀行为,增大了应力腐蚀开裂的机率。大港溶液中SRB数量越多,试样的点蚀电位越低,X80钢的应力腐蚀敏感性越大。当SRB生长4 d时,其菌量最大,此时试样断口形貌仍表现为韧性断裂特征;在SRB不同生长阶段下大港土壤模拟溶液中X80管线钢的应力腐蚀开裂机理为阳极溶解机制。