FV520B钢在湿H_2S+Cl~-环境中的腐蚀疲劳性能

针对离心压缩机叶轮叶片疲劳寿命研究的需要,考虑到服役环境对疲劳寿命的影响,开展叶轮典型材料FV520B钢在湿H_2S+Cl~-环境中的腐蚀疲劳试验研究,结合断口形貌观察分析其疲劳失效机理,建立疲劳寿命预测模型。结果表明,FV520B钢在湿H_2S+Cl~-环境中的疲劳性能相较于大气环境大幅下降,并随着环境中H_2S浓度升高而下降;随着应力幅值降低,介质中的H_2S对疲劳性能的影响逐渐显现并随应力幅值降低而增大。疲劳断口形貌观察表明,试样表面存在点蚀坑,疲劳裂纹在点蚀坑处萌生并扩展。最后,在点蚀演化寿命预测模型的基础上,结合氢对疲劳演化过程的影响,建立考虑应力及腐蚀介质共同作用的疲劳寿命预测模型,预测结果与试验数据吻合较好。该模型可为湿H_2S+Cl~-环境下材料的疲劳寿命预测提供基础支持。     

高温高压下20钢和13Cr钢在不同含量甲酸-CO_2环境中的腐蚀行为

采用腐蚀失重测试、腐蚀产物分析等方法,研究了20钢和13Cr钢在模拟油井管道环境(甲酸与CO_2共存,100℃、1MPa)中的腐蚀速率和腐蚀类型,并探讨了甲酸含量对其腐蚀行为的影响。结果表明:两种钢的腐蚀速率均随甲酸含量的增加而增大,13Cr钢的腐蚀速率低于20钢的;20钢的腐蚀类型为均匀腐蚀,13Cr钢的为点蚀;20钢表面有FeCO_3的生成和碳酸盐的沉积,FeCO_3产物层覆盖部位不断发生基体的溶解,而钙、镁碳酸盐沉积的位置不断出现产物沉积,在基体腐蚀相对较慢的部位形成突起;13Cr钢优先发生铬的溶解,形成以Cr(OH)_3为主的钝化膜,随着甲酸含量的增加,钝化膜的稳定性、致密性均降低,H~+和Cl~-通过钝化膜与基体接触,促进了点蚀的发生。     

一种预测蚀坑腐蚀疲劳寿命的概率模型

蚀坑腐蚀引起的疲劳损伤过程包括七个阶段,蚀坑形成、蚀坑扩展、蚀坑转变为疲劳小裂纹、小裂纹扩展、小裂纹转变为长裂纹、长裂纹扩展和断裂.用一阶可靠性方法(first-order reliability method,FORM)和蒙特卡洛模拟法分别计算铝合金蚀坑腐蚀疲劳寿命,得到疲劳寿命的累积分布函数(cumulative distribution function,CDF),进行概率敏感性分析.同时研究几个随机变量及其变异系数(coefficient of variation,COV)对预测疲劳寿命的影响.     

07MnNiCrMoVDR在硫化氢溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率数学模型

以空气中腐蚀疲劳裂纹扩展速率为基准，引入环境加速因子Cenv，且把Cenv与Cair合并为C，用于表达07MnNiCrMoVDR钢在硫化氢溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率。利用Matlab中的神经网络工具箱，以介质浓度、载荷频率、应力比作为输入节点，C作为输出节点，训练该网络预测不同条件下的裂纹扩展速率。根据训练完毕神经网络预测不同条件下的C，利用Original找出这三个影响因素在裂纹扩展速率系数C中的关系表达式，从而由Matlab中的统计工具箱回归出07MnNiCrMoVDR钢在硫化氢溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率数学模型。     

高产气井油管用13Cr-L80钢的腐蚀疲劳裂纹扩展行为

用复合磷酸盐完井液对取自13Cr-L80钢油管的紧凑拉伸试样进行预腐蚀处理,再进行疲劳裂纹扩展试验,通过分析疲劳裂纹扩展区形貌,研究了应力比(0.05～0.25)、加载载荷(10～14 kN)和载荷频率(0.6～1.8 Hz)对腐蚀疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明：随应力比增大,疲劳裂纹扩展区二次裂纹数量增多,13Cr-L80钢的裂纹扩展速率增大;随加载载荷增大,疲劳裂纹扩展区二次裂纹数量减少,裂纹扩展速率减小;载荷频率越高,疲劳裂纹扩展区二次裂纹数量越少,但裂纹尖端应变速率增大,裂尖变形更充分,导致裂纹扩展加快,试验中止时的循环次数减少。     

腐蚀环境中的疲劳裂纹扩展

本文介绍了室温条件下2 1/4Cr-1Mo钢在1.1MPa氩气和最高压力达9.9MPa的氢气环境下的断裂疲劳特性及为防止氢致裂纹扩展而在氢气中加入的气体缓蚀剂对钢的疲劳裂纹扩展的影响。发现氧或一氧化碳对防止氢致裂纹扩展有很大作用。另外,还介绍了在人造海水介质中低碳钢焊接接头的腐蚀疲劳裂纹扩展特性。     

模拟多元热流体采油温度循环、CO2-O2环境中 3Cr钢的腐蚀行为

在模拟不同多元热流体采油温度循环条件(100℃×72h→60℃×72h→100℃×72h→60℃×72h,100℃×72h→60℃×72h→100℃×144h,100℃×72h→60℃×216h,分别记为1~#,2~#,3~#方案)、CO_2-O_2环境中对3Cr钢进行浸泡腐蚀试验,研究了试验钢的腐蚀速率、腐蚀形貌及腐蚀产物物相组成。结果表明:在1#和2#方案下试验钢的腐蚀速率相近,3~#方案下的腐蚀速率最小,较前二者分别下降了15.0%和14.74%;在3种方案下,试验钢表面均存在点蚀坑,其腐蚀产物膜分为两层,内层膜较致密,但存在许多微小的裂纹,外层膜疏松,存在许多孔洞;腐蚀产物均主要由Fe_2O_3、FeCO_3、FeOOH和Cr(OH)_3组成。     

硫化氢环境中低周疲劳裂纹扩展速率da/dN的研究

研究了4130X钢在硫化氢(H2S)腐蚀介质中的疲劳裂纹扩展速率da/dN。应用改进型WOL试样,采用符合实际工况的中等浓度200×10-6的H2S溶液、0.0067 Hz的超低周频率,在自行改造的专用低周腐蚀疲劳试验机上进行了试验。在恒定疲劳载荷谱作用下,采用三保险的位移测量装置,利用计算机自动采集系统,时时采集载荷及位移,用柔度方程求解试样瞬时裂纹长度。克服了表面直读法在腐蚀环境中不易观测裂纹长度的缺点,对所有试验数据,以KISCC为分界线,用Paris公式进行两段式拟合,给出了da/dN—ΔK的数学表达式,为确定气瓶的临界裂纹尺寸提供了试验依据。文中还将本试验结果与相关文献中其它硫化氢环境及空气中的疲劳裂纹扩展速率结果进行了比较。结果表明:H2S环境中裂纹扩展速率远大于空气中结果,不同环境、频率对da/dN有较大影响。     

国产CF62钢的腐蚀疲劳裂纹扩展速率

研究了新钢种国产CF62钢与日本对比钢种（WEL-TEN62CF）在海水介质中的低周腐蚀疲劳裂纹扩展速率da/dN，得出的da/dN～△K曲线可用Paris公式表达，符合腐蚀疲劳裂纹扩展速率的一般规律。国产新钢种CF62与日本对比钢种的da/dN基本相当，试验表明该钢在海水腐蚀条件下有较好的抗裂纹扩展性能。     

碳酸盐硫化氢复杂环境中16MnR钢应力腐蚀开裂的试验研究

针对石油化工生产装置可能出现的H2S-CO2-H2O,H2S-CO32--H2O等腐蚀类型,采用楔形张开加载预裂纹试验,研究了16MnR钢在碳酸盐和硫化氢复杂环境中的应力腐蚀裂纹扩展行为,在试验采用的复杂介质环境下,16MnR钢的应力腐蚀裂纹扩展速率为0.33×10-8~4.31×10-8mm/s。