X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为

X80管线钢在油气输送中广泛使用,而对其在土壤溶液的腐蚀情况研究尚不够系统、深入.为此,采用电化学测试、扫描电镜观察、表面能谱分析及X射线衍射等方法,研究了原始态与退火处理态的X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为与机理,分析了热处理和腐蚀时间等因素对X80钢极化曲线的影响.结果表明,退火态X80钢的耐蚀性低于原始态,这主要与X80钢的组织因热处理而发生改变有关;随浸泡时间的延长,两种状态X80钢总的腐蚀倾向均增加,但原始态时的腐蚀速率呈增大-减小-增大趋势,退火态时的腐蚀速率则呈增大趋势;腐蚀产物主要由FeOOH(表层)和Fe3O4(内层)组成,而腐蚀产物膜的完整性和致密性影响了X80钢表面的腐蚀行为与过程,使管线钢表面的局部腐蚀破坏程度增加.研究还发现Clˉ对X80钢的腐蚀起主导作用.     

X80管线钢焊接与焊缝开裂影响因素研究进展

为了提升油气运输的经济性,保证油气运输管道系统可靠性,管道工程不断向着高强度、高韧性、大管径的趋势发展.其中X80管线钢在新型高级别管线钢中应用最广,但由于近几年涉及环焊缝的失效事故,环焊缝的服役安全问题备受关注,有关X80管线钢焊接接头组织性能以及接头裂纹产生原因的探究也日趋深入.本文分析和总结了国内外X80管线钢基材制备工艺和显微组织、相关焊接接头组织性能和开裂机制等方面的研究成果,探究了X80钢裂纹产生的原因.环焊缝开裂主要是焊口组织、残余应力和氢效应等因素共同作用的结果.影响氢致开裂的主要因素及相关规律可总结为:(1)焊接热输入量直接影响接头质量;(2)热影响区晶粒大小,粗大的晶粒会导致热影响区局部软化;(3)X80管线钢强度高,与低级别管线钢(相似文献   

焊接方法对X90管线钢焊接接头性能的影响

目前,关于焊接方法对X90管线钢焊接接头组织性能的影响相关报道较少。采用手工电弧焊(SMAW)、熔化极气体保护焊(GMAW)、埋弧焊(SAW)3种焊接方法对X90管线钢进行对接焊。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)对焊接接头及冲击断口进行显微组织及成分分析,分析了焊接方法对X90管线钢焊接接头组织性能的影响规律。结果表明:焊缝区组织主要为粒状贝氏体和针状铁素体;SMAW粗晶区组织主要为多边形铁素体、粒状贝氏体及M/A组织,GMAW和SAW粗晶区组织主要为粗大的铁素体、粒状贝氏体及板条贝氏体;3种焊接接头硬度分布趋势一致,盖面层硬度最高;SMAW、GMAW和SAW焊接接头抗拉强度依次为714,771,790 MPa,断后伸长率依次为23.3%,22.9%,20.0%;SAW与GMAW熔合线处20℃冲击吸收功比SMAW高约40 J,断裂机制为微孔聚集型,在韧窝底部有金属碳化物粒子析出。     

应变速率对X80管线钢应力腐蚀的影响

利用慢应变速率拉伸试验研究了应变速率对X80管线钢在土壤模拟溶液中的应力腐蚀的影响。采用的模拟溶液以我国西北部碱性土壤的化学成分为基础,在不同应变速率条件下进行试验。样品断裂后利用扫描电镜对断口形貌以及断口侧面二次裂纹进行观察。研究结果表明:X80钢在1.0×10-6s-1应变速率下表现出最高的应力腐蚀敏感性。低于该应变速率下,应力腐蚀敏感性略有降低;而高于该应变速率下,应力腐蚀敏感性明显减小。不同应变速率下应力腐蚀敏感性的差异主要是由应力腐蚀过程中腐蚀和力学作用的影响程度不同造成。应变速率低于1.0×10-6s-1时,腐蚀作用影响更大,较长的腐蚀时间造成裂纹被腐蚀,裂纹扩展受到影响,因此应力腐蚀敏感性略有降低。当应变速率高于1.0×10-6s-1时,力学作用主导整个过程,形成的裂纹没有受到足够腐蚀的情况下,在力学作用下发生快速机械扩展、断裂,因此产生了明显降低的应力腐蚀行为。     

X80管线钢焊接接头表面自身纳米化

采用表面机械研磨(SMAT)技术对X80管线钢的焊接接头进行了表面自身纳米化处理,利用金相显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射技术(XRD)研究了表面自身纳米化处理后试样表面微观结构的变化。结果表明:经SMAT处理后,可以在X80管线钢的焊接接头表面形成一定厚度的等轴、取向随机的纳米晶粒;随距处理表面深度的增加,晶粒尺寸逐渐增大;SMAT处理时间的进一步延长对表层晶粒尺寸影响不大;SMAT处理可以实现X80管线钢的焊接接头组织的连续化和均匀化。     

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。     

交流干扰对X80管线钢腐蚀电位的影响规律研究

为进一步明确交流干扰过程中埋地金属管道腐蚀电位所处极化区域的极化斜率之比对腐蚀电位偏移的影响,通过提高腐蚀电位的采集频率等方法从交流电流密度和干扰时间等角度综合分析研究了交流干扰对X80钢在库尔勒土壤模拟液中腐蚀电位的影响规律。研究表明:施加交流干扰后,1 Hz采集频率得到的相对平均腐蚀电位会发生偏移,其偏移方向与100 Hz采集频率得到的相对真实腐蚀电位处的阳极和阴极极化区的极化斜率之比r密切相关,r大于1平均电位正移,反之负移;随着干扰时间的延长,在J_(ac)=10~50A/m~2时,腐蚀电位偏移量变化较小,而在J_(ac)=100~400 A/m~2时腐蚀电位偏移量先明显减小后稳定。     

X80管线钢在模拟盐碱土壤介质中的电化学腐蚀行为研究

采用电化学测试、扫描电镜、表面能谱分析及X射线衍射等方法,研究了原始态与退火处理态的X80管线钢在模拟盐碱土壤介质中的电化学腐蚀行为与机理,分析了热处理和腐蚀时间等因素对X80钢极化曲线的影响.结果表明:退火态X80钢耐蚀性低于原始态,这主要与X80钢组织因热处理发生改变有关;随着浸泡时间的增加,两种状态X80钢总的腐蚀速率呈增大趋势,点蚀敏感性增加,阴极过程均为氧的活化控制;腐蚀产物主要由FeOOH(表层)和Fe3O4(内层)组成,而腐蚀产物膜的完整性和致密性影响了X80钢表面的腐蚀行为与过程,使管线钢表面的局部腐蚀破坏程度增加.研究还发现Cl-对X80钢的腐蚀起主导作用.     

X80管线钢埋弧焊接头冲击韧性及其断口形貌分析

对X80管线钢埋弧焊焊接接头进行了-80～20℃温度范围的夏比冲击实验。测试了其冲击吸收功和脆性断面率,用扫描电镜观察了其断口形貌,分析了焊接接头断裂形式和断口形貌,讨论了焊接接头的韧脆转变温度和冲击断裂的力学行为。结果表明,室温时断口为韧窝状分布,焊接接头的韧脆转变温度为-28℃;断口形貌由韧性断裂向脆性断裂转变,断口主要表现为解理断裂。     

Cl~-和应力对X80管线钢电化学腐蚀行为的影响

目前,对于Cl~-和应力同时作用时钢铁腐蚀行为及机理的研究不多。采用动电位极化和交流阻抗谱,研究了Cl~-和应力对X80管线钢在高pH值溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:Cl~-对X80管线钢的钝化行为有显著影响,当Cl~-浓度小于0.10 mol/L时,X80管线钢表面会形成稳定的钝化膜,当Cl~-浓度大于0.10 mol/L时,则不会形成稳定的钝化膜。在自腐蚀电位下,少量的Cl~-可增加X80管线钢的腐蚀倾向,但大量Cl~-可降低其腐蚀倾向。外加应力使交流阻抗谱低频区出现第二段容抗弧,并且提高自腐蚀电位下X80管线钢的溶解速率。     

X100管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的微生物腐蚀特征

采用线性极化曲线和交流阻抗技术(EIS)结合扫描电子显微镜和能谱分析仪,研究了SRB对X100管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响。实验结果表明:X100管线钢在无菌与含SRB模拟溶液中的腐蚀均属于中度腐蚀;SRB加剧了X100管线钢在库尔勒土壤中的腐蚀,但在浸泡17~35d过程中,微生物膜与腐蚀产物结合成的复合膜会在短时间内发生急剧抑制腐蚀作用;X100管线钢在无菌模拟溶液中的腐蚀倾向为随时间延长先减小后增大,含SRB时为先减小后增大再减小,腐蚀速率在无菌与含SRB模拟溶液中时均为随时间延长先减小后增大。     

X100管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的微生物腐蚀特征

采用线性极化曲线和交流阻抗技术(EIS)结合扫描电子显微镜和能谱分析仪,研究了SRB对X100管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响。实验结果表明:X100管线钢在无菌与含SRB模拟溶液中的腐蚀均属于中度腐蚀;SRB加剧了X100管线钢在库尔勒土壤中的腐蚀,但在浸泡17~35d过程中,微生物膜与腐蚀产物结合成的复合膜会在短时间内发生急剧抑制腐蚀作用;X100管线钢在无菌模拟溶液中的腐蚀倾向为随时间延长先减小后增大,含SRB时为先减小后增大再减小,腐蚀速率在无菌与含SRB模拟溶液中时均为随时间延长先减小后增大。     

X80管线钢焊缝在鹰潭土壤模拟溶液中的腐蚀行为

X80管线钢应用前景广阔,对其焊缝处的耐蚀性研究结论还不一致.通过失重法测试X80管线钢母材和焊缝在鹰潭酸性土壤模拟溶液中的腐蚀速率,用开路电位、动电位极化和交流阻抗等电化学法比较两者的腐蚀行为,借助金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)观察分析二者的显微组织、夹杂物数量及组成.结果表明:与X80管线钢母材相比,焊缝在鹰潭土壤模拟溶液中有更大的腐蚀速率和自腐蚀电流密度,更负的开路电位和更小的电荷转移电阻,其抗腐蚀性低于母材,这主要与X80焊缝中存在更多夹杂物和更粗大的显微组织有关.     

焊接电流对X80钢低温焊接接头组织与性能的影响

通过显微组织分析、硬度测试、拉伸试验、冲击试验、腐蚀试验,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等实验手段,研究了焊条电弧焊(SMAW)不同焊接电流对X80钢低温焊接接头组织与性能的影响。结果表明:随着焊接电流增加,热影响区(HAZ)晶粒粗化,并且软化现象更加明显;焊接电流在180~190A的接头综合力学性能最佳,但当电流增加到190~200A时,接头的综合力学性能显著降低;各组接头腐蚀速率相差不大,范围在0.14~0.19g/(m2·h),腐蚀膜具有较好的致密性,能够阻止腐蚀介质对基体继续进行腐蚀,从而达到较好的耐腐蚀效果。     

预应变对X80级螺旋缝埋弧焊接管线钢拉伸性能的影响

对X80级钢螺旋缝埋弧焊接钢管材料进行轴向拉伸预应变量与拉伸性能关系的试验研究。结果表明：随着预应变量的增加（≥1．5％）,管体横向的屈服强度上升,而抗拉强度则无明显变化。     

低含水率和温度对X80管线钢在沈阳土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

为探究低含水率和温度对X80管线钢在沈阳草甸土土壤模拟溶液中对电化学腐蚀行为的影响,利用失重试验、交流阻抗技术、动电位极化技术方法测定其阻抗谱、极化曲线等数据并结合扫描电子显微镜(SEM)进行分析。结果表明随着含水率由10%升高至30%过程中,产物膜被破坏,从而逐渐加剧了X80管线钢的腐蚀,生成大腐蚀坑。含水率为30%时腐蚀最为严重。以极致腐蚀性含水率(30%)进行不同温度的电化学试验发现,随着温度的升高会加速X80钢在沈阳土壤中的腐蚀速率.室温(16℃)下,X80钢的产物膜较为致密,完整性较好,覆盖均匀,对试样起到保护作用,腐蚀程度较轻;当温度逐渐升高至异常温度(65℃)时,试件腐蚀速率明显加快,试样表面的产物膜破损严重,完整性和均匀性都较差,腐蚀产物大面积脱落,腐蚀行为加剧。     

X80钢在伊川土壤模拟溶液中的腐蚀行为

采用失重法、阳极极化曲线、光学显微镜、扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)等方法研究了X80钢在伊川土壤模拟溶液中的腐蚀行为.结果表明,X80钢在模拟溶液中的腐蚀行为与HCO3-、CO32-、SO42-和Cl-离子的浓度有关.随HCO3-或CO32-浓度增加,X80钢的阳极溶解电流密度都呈现出先增加后减小的趋势;X80钢钝化的临界HCO3-或CO32-浓度分别为0.008 mol/L或0.005 mol/L.在低于临界HCO3-或CO32-浓度下,SO42-和Cl-浓度的增加都促进了X80钢的阳极活性溶解;而在高于临界HCO3-或CO32-浓度下,X80钢的钝化性能随SO42-或Cl-浓度的增加而减弱.在90 d浸泡期内,X80钢在模拟溶液中的腐蚀形态为全面腐蚀;其腐蚀速率随浸泡时间的增加而呈逐渐增大的趋势.     

X80钢在霍尔果斯水饱和土壤中的短期腐蚀行为研究

采用电化学测试、SEM及EDS微观分析等方法,研究了X80管线钢在霍尔果斯水饱和土壤中的短期腐蚀行为.结果表明,在霍尔果斯水饱和土壤中,随着腐蚀时间的增加,X80钢腐蚀速率的变化趋势为快速增大-急剧减小-缓慢增大,但腐蚀趋势增加,钢基体表面由以全面腐蚀为主转为以局部为主;腐蚀产物主要由铁的氧化物和铁的硫化物组成;X80...     

超快冷工艺对高铌X80管线钢抗腐蚀性能的影响

依据NACE标准,研究了采用新型超快速冷却工艺生产的X80管线钢抗硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)、抗氢致开裂(HIC)和抗CO2等腐蚀的情况.SSCC腐蚀实验表明,产生开裂的临界应力值在65 ％σs (390MPa)左右,超过此临界值,试样的腐蚀敏感性较高,抗腐蚀能力较差,在95％σs加载水平下,应力敏感性极高.HIC腐蚀实验表明,裂纹敏感百分比、裂纹长度百分比和裂纹厚度百分比均为零.抗CO2腐蚀实验表明,在CO2压力为0.1MPa条件下,平均腐蚀速率为0.6843mm/a.研究表明采用新型超快冷工艺生产的X80管线钢具有优良的抗SSCC腐蚀性能、抗HIC腐蚀性能和抗CO2腐蚀性能.