显微组织对X65～X70管线钢抗H2S性能的影响

通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等方法，研究了X65～X70级别管线钢在饱和H2S溶液中的氢致开裂行为，及不同显微组织、位错与析出对氢致开裂（HIC）的作用.结果表明：组织均匀的珠光体/铁素体型X65管线钢和铁素体/针状铁素体型X70管线钢均具有良好的抗H2S腐蚀性能；带状组织是裂纹萌生和扩展的主要途径；合金元素的弥散析出作用可以提高管线钢的抗硫化氢腐蚀性能.     

偏析及M/A组元对高强度管线钢抗氢致裂纹性能的影响

通过调整Mo、Ti的含量,得到了3种M/A组元含量不同的高强度管线钢,运用LIBS-OPA-100原位分析仪、扫描电镜(SEM)等手段,研究了偏析及M/A组元对高强度管线钢抗氢致裂纹(HIC)性能的影响。结果表明,3种高强度管线钢M/A含量分别为1号钢(高Mo低Ti)17.4%、2号钢(中Mo中Ti)2.1%、3号钢(无Mo高Ti)0.75%,Mo促进了M/A组元形成,Ti微合金化可有效抑制M/A组元形成,M/A组元的含量、尺寸、形状及分布是影响高强度管线钢抗HIC性能的重要因素,尤其是大块状的M/A使抗HIC性能急剧下降;C、Mn、Si元素在1/4处和中心发生偏析和硬度较高的M/A组元是导致1号、2号试验钢氢致开裂的主要原因;使用原位分析仪测得Al的偏析度顺序为2号钢1号钢3号钢,氧化铝夹杂物是诱发氢致裂纹一个重要原因。     

新型含Cu管线钢的抗氢致开裂性能

对比研究了传统X80管线钢和新型含Cu管线钢的氢致开裂敏感性。结果表明,传统X80管线钢抗氢致开裂性能不佳,氢致裂纹主要沿着马氏体/奥氏体(M/A)岛与基体界面扩展;而不同Cu含量的新型管线钢具有优异的抗氢致开裂性能,表现为氢致开裂实验后无裂纹出现。分析认为,含Cu管线钢中的纳米尺寸富Cu相提供了捕获H的有利陷阱,这种均匀弥散析出的细小富Cu相为H的分布提供了众多位置,有助于避免在局部区域产生很高的H富集而发生微观区域氢脆。纳米尺寸富Cu相作为有利氢陷阱为研发高强度兼具优异抗氢致开裂性能的新型管线钢提供了新思路。     

夹杂物和带状组织对管线钢腐蚀性能的影响

通过金相分析、电化学极化腐蚀充氢法和氢致开裂试验,研究了夹杂物和带状组织对不同化学成分的管线钢氢致开裂性能的影响,并对夹杂物和带状组织对管线钢氢致开裂的影响因素进行了分析。结果表明:非金属夹杂物是氢致裂纹萌生的裂纹源,其中较大尺寸的Si、Al、Ca及其复合型氧化物夹杂物易于诱发裂纹形成,对管线钢抗氢致开裂的敏感性有很大影响。C、Mn和Si等元素偏析形成带状组织,易造成带状组织硬度过高,也是氢致裂纹萌生和扩展的聚集场所,对管线钢抗氢致开裂恶化有很大影响。     

几种常用管线钢在CO2及H2S/CO2环境中的腐蚀行为

对带状组织级别不同的管线钢在CO2及H2S/CO2饱和的NACE溶液中的腐蚀速率和腐蚀形貌进行了比较分析。结果表明,在CO2饱和的NACE溶液中,带状组织级别越低的材料,发生均匀腐蚀的特征越明显,通过生成保护性膜抵抗腐蚀的能力越强。而带状组织级别越高的材料,发生局部腐蚀,尤其是点蚀的特征越明显。在H2S/CO2饱和的NACE溶液中,带状组织级别越低的材料,越不易发生氢致开裂现象。为了提高管线钢抗CO2及H2S/CO2腐蚀的性能,应控制其带状组织。     

X80管线钢氢致开裂研究

通过电化学充氢法研究了X80管线钢氢致裂纹(HIC)的种类及开裂特征,探讨了氢致开裂规律,对X80管线钢的氢致开裂影响因素进行了分析.结果表明:随充氢时间的延长和电流密度的增大,氢鼓泡的密度逐渐增大,体积先增大后趋于稳定;形成的氢致裂纹主要呈阶梯状,由直线型裂纹和“S型裂纹”组成,多以穿晶方式扩展,裂纹尖端沿着晶界萌生;X80管线钢中的带状组织是氢致裂纹萌生和扩展的聚集场所;非金属夹杂物是氢致裂纹萌生的裂纹源,其中较大尺寸的A1和Si的氧化物易于诱发“S型裂纹”形成,对管线钢抗氢致开裂的敏感性有很大影响.     

管线钢在硫化氢水溶液中的台阶状氢致开裂分析

对管线钢室温分别在H2S NACE溶液和H2S 人工海水溶液中的氢致开裂进行了研究。管线钢在NACE试验介质中发生了氢致开裂(HIC)，沿夹杂物／基体界面及轧制方向的(珠光体 铁素体)带状组织导致了台阶状裂纹；而其在人工海水中则对HIC不敏感。为了提高管线钢的抗氢致开裂性能，应控制带状组织形态和级别。     

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.     

X65管线钢焊接接头在H_2S/CO_2环境中抗SSCC性能

我国渤海湾某油田开展了天然气利用项目,天然气外输海管选用国产X65管线钢手工电弧焊接铺设完成。随着油田不断深入开发,外输天然气中H2S含量持续增长,CO2含量高达10%左右,使该海底管线面临着潜在的应力腐蚀开裂风险。参考NACE相关标准,研究了不同工况条件下X65管线钢焊接接头在H2S/CO2环境中的抗硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)性能。结果表明,该X65管线钢焊接接头在H2S/CO2环境中抗SSCC性能优良,但在低温偏酸性条件下表现出一定的SSCC敏感性。建议在管线的运维过程中采取措施控制外输温度并尽量降低酸性气体含量,以防止SSCC发生。     

X60螺旋缝埋弧焊管在湿H2S环境中的腐蚀行为

采用自行设计的焊管实物管段腐蚀试验方法和装置研究了内胀成形和外控成形两种X6 0螺旋缝埋弧焊管在含H2 S的NACE溶液中的腐蚀行为。结果表明 ,焊管在H2 S介质中的损伤表现为母材表面氢鼓泡及应力腐蚀裂纹 ;随着施加应力的提高及残余应力的增大 ,H2 S腐蚀倾向增大 ;在H2 S介质中和外加应力及残余应力的共同作用下 ,焊管的氢损伤机理既有氢致开裂 ,又有氢致应力腐蚀 ,应力不但促进氢致应力腐蚀 ,同时也促进氢致开裂过程 ;试验结果说明改进焊管焊缝表面质量、降低残余拉应力、控制工作应力是改善和控制焊管H2 S腐蚀的重要措施     

影响管线钢管抗氢致开裂性能的因素

采用NACE TM 0284—2003氢致开裂标准中的试验方法以及金相显微镜和扫描电镜,研究了显微组织、合金元素、硫含量、非金属夹杂物、轧制延伸率对管线钢管抗氢致开裂性能的影响。结果表明,非金属夹杂物是导致钢管氢致开裂的主要因素;具有铁素体+回火贝氏体组织的管线钢管抗氢致开裂性能优于具有铁素体+珠光体组织的钢管;增大轧制延伸率有利于提高钢管的抗氢致开裂性能;管线钢中的Ca/S比值为1.5~2.0时,钢管的抗氢致开裂性能较好;管线钢中添加铜和镍对调质态钢管的抗氢致开裂性能影响较小。     

高钢级管线钢中M/A组元的控制工艺

通过热模拟试验,借助于SEM、TEM和其它显微组织分析手段,研究了高钢级管线钢生产过程中主要控轧控冷参数对显微组织中M/A组元体积分数、颗粒尺寸和形态分布的影响。结果表明:提高终轧温度,试验钢显微组织粗化,M/A组元体积分数增加,颗粒尺寸增大,不规则形状的M/A数量增多;随着冷却速度增加,M/A组元体积分数降低,颗粒尺寸减小;在300~450℃内终冷时,M/A组元的体积分数和颗粒尺寸均在360℃附近出现了最小值,升高或降低终冷温度都将使M/A组元的数量和尺寸增多和增大。因此,在高钢级管线钢生产中,适当降低终轧温度、增加冷却速度、选取合理的终冷温度,是有效控制显微组织中M/A组元的形态分布、确保优异韧性的关键。     

X80级管线钢的抗氢致裂纹性能

采用光学显微镜（OM）、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)等设备,运用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）光谱分析技术和电子探针X射线显微分析技术,研究了3种不同合金体系X80级管线钢的抗氢致裂纹性能及氢致开裂的原因。结果表明,新开发的两种低碳低锰微合金成分管线钢均满足X80级别钢的强度要求,其中加入较低锰的微合金体系试验钢经腐蚀溶液浸泡后没有裂纹出现,抗HIC性能较好。氢致裂纹主要沿着多边形铁素体边界扩展,针状铁素体具有一定的止裂作用。C、S、Mn、Si、Al等元素偏析造成的氧化物夹杂、富碳相及大块的MA岛不利于抗HIC性能。     

X80级管线钢抗氢致开裂性能研究

采用NACE standard TM 0284-2003氢致开裂标准实验方法,研究了鞍钢生产的X80级管线钢分别在两种溶液中的抗氢致开裂性能.研究结果表明:该管线钢在两种溶液中均具有较好的抗氧致开裂性能,试样内部没有发现裂纹:试样表面的微裂纹主要在点蚀坑处形核并沿多边形铁素体扩展,扩展模式多为穿品型,并终止于针状铁素体.     

X70级管线钢抗H2S酸性性能研究

采用NACE三点弯曲法和NACE standard TM 0284-2003氢致开裂标准实验方法,通过SEM、TEM、EDS等手段研究了鞍钢生产的X70级管线钢的硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)和氢致开裂(HIC)行为.研究表明,鞍钢生产的X70级管线钢具有较好的抗SSCC&HIC性能;以均匀细小的针状铁素体为主的显微组织具有优良的抗SSCC&HIC性能;针状铁素体内高密度缠结的位错和碳氮化物在位错网络上的沉淀析出是针状铁素体钢具有优良的抗SSCC&HIC性能的主要原因.     

X100管线钢焊接接头抗HIC性能研究

利用OM和SEM研究了X100管线钢焊接接头的微观组织,并利用EDS分析接头中的非金属夹杂物种类及成分。结果表明,实验用X100管线钢焊接接头由针状铁素体、粒状贝氏体和M/A岛组成;焊缝金属中含有MnS,Si的氧化物和Al的氧化物及Al-Mg-O和Ca-Al-O-S系夹杂物。焊接接头氢致开裂敏感性较高,焊缝金属中的非金属夹杂物及硬脆M/A组元与基体之间的界面和应力导致氢致裂纹的萌生,并沿粗大的贝氏体晶粒扩展。     

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。     

硫化氢环境中17-4PH钢抗氢致开裂与应力腐蚀开裂性能

根据美国NACE标准研究了17-4PH钢在酸性H2S水溶液中的抗氢致开裂(HIC)和应力腐蚀开裂(SCC)的性能,利用光学显微镜及扫描电镜(SEM)观察了裂纹及组织形貌,并结合理论分析了材料的氢致开裂与应力腐蚀开裂行为。结果表明:17-4PH钢在标准NACE试验溶液中会产生氢致裂纹,试样内部微裂纹主要在晶界、夹杂等缺陷处成核并扩展;标准C型环试样在0.8σs的恒应力作用下,浸泡于饱和硫化氢溶液中,720h内3组试样均发生断裂,表明其SCC敏感性较大,试样的宏观裂纹由边缘向内部扩展;扫描电镜结果显示,SCC断口有明显的脆性断裂(解理断口)特征,应力腐蚀开裂是由HIC引起,且裂纹扩展形式多为穿晶型。     

酸性油田管线管用无缝钢管抗腐蚀性能分析

介绍对最小名义屈服强度为450 MPa(65 kpsi)的抗硫化氢应力腐蚀管线管采用四点弯曲方法制备SSC试样,进行抗H2S应力腐蚀评价,超声波探伤、冲击性能试验和金相分析的试验过程。评价试验结果显示,该抗硫化氢腐蚀管线管SSC试样通过超声波探伤未发现裂纹及开裂。评价试验试样未有明显的性能降低,内部未有氢致裂纹,具有很好的抗氢渗入能力。试样表面状态局部的微腐蚀,为表面的均匀腐蚀,腐蚀产物为FeS。管线管组织均匀、晶粒度细小,能阻止氢的进一步扩展,对材料的抗硫化氢腐蚀性能有着重要的影响。     

X80�����߸ֿ����¿��Ѻ�Ӧ����ʴ���������о�

依据NACE标准研究了X80级管线钢的抗硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）和氢致开裂（HIC）行为。研究表明该X80级管线钢具有较好的抗SSCC和HIC性能,其中临界名义应力Sc达到：1 265 MPa;裂纹敏感率、裂纹长度率和裂纹厚度率均为0;酸性环境下氢的扩散以及应力集中的交互作用导致材料的韧性损失,从而促使裂纹的形成和扩展,最终导致材料断裂。以均匀细小的针状铁素体为主的显微组织具有优良的抗SSCC＆HIC性能。