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。     

冷变形对国产X70管线钢硫化氢应力腐蚀开裂的影响

采用慢应变速率法SSRT(Slow Strain Rate Test)测试了在含H2S的介质中不同冷变形度条件下管线钢X70的硫化氢应力腐蚀开裂(SCCC)性能.结果表明,冷变形度是影响国产X70管线钢SSCC的重要因素之一.冷变形促进了材料局部微观缺陷内能的增加,这些缺陷所在的位置,往往是氢易被捕捉的地方,造成氢的聚集,微观变形将会促进裂纹的萌生和扩展.同时,随着冷变形度的增加,冷变形造成的位错等缺陷使强度进一步增大而韧性降低.最终氢与应力的交互作用导致X70管线钢抗SSCC性能下降.     

预变形对X90管线钢显微组织和力学性能的影响

采用拉伸试验、冲击试验、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度测试仪等研究了0.5%~6%预拉伸变形对X90管线钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着预拉伸变形量的增加,X90管线钢晶粒增大,位错塞积导致强度增加,均匀延伸率下降,呈现典型的加工硬化特点,抗拉强度的增幅要小于屈服强度,屈强比增大;随着变形量的增加冲击吸收功逐渐由291J减小至235J,冲击试样断口的韧窝减小,伴随第二相粒子析出;显微硬度中间层较边缘区增加少,预拉伸在6%时边缘显微硬度为325HV。X90管线钢的预拉伸在4%以内能保证管线钢的正常服役。     

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。     

高钢级管线钢应变时效行为分析

应变时效现象会造成管线钢屈服强度和屈强比升高,应力一应变曲线出现明显屈服平台。通过对管线钢及钢管制造和使用过程的分析,指出应变时效行为对钢管生产过程质量控制、现场环焊缝对接以及管线服役性能的稳定性都有不良影响。通过减小钢管管体试样制备温度影响、严格控制防腐层制备工艺加热条件、降低管线钢中的C、N含量以及采用双相显微组织并在终轧时加速冷却后立即进行热处理等方法,可以有效降低应变时效效应。最后,对管线钢的应变时效行为的定量表征提出了建议。     

X70管线钢焊接接头热影响区的冲击性能

对X70管线钢焊接接头热影响区进行了冲击试验,对结果进行了分析。结果表明：X70管线钢焊接接头热影响区冲击试样的冲击功与断口剪切面积基本成线性比例关系,冲击功越高,剪切面积越大。焊接接头热影响区冲击试样的断口由韧性区、脆性区和韧脆混合区组成。脆性区为解理断裂,韧脆混合区为准解理断裂。     

SRB对X70管线钢在喷气燃料中腐蚀行为的影响

目前,关于油水体系中微生物的腐蚀形成过程、腐蚀机理、检测和评价手段、影响因素以及腐蚀控制方法等研究尚不成熟。采用失重法、线性极化曲线和电化学阻抗谱技术,结合扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)研究了X70管线钢在含硫酸盐还原菌(SRB)的喷气燃料中的腐蚀行为。结果表明:X70管线钢在无菌介质中的腐蚀类型为局部腐蚀;在有菌介质中腐蚀比较严重,出现大面积溃疡状腐蚀区域并伴有大量鼓泡现象,浸泡初期腐蚀速率最大,随着浸泡时间的延长,腐蚀仍然在进行,但腐蚀速率有所下降,SRB参与并促进了X70管线钢的腐蚀,加速阴极反应,增大了X70管线钢的腐蚀倾向。     

拉伸试样宽度对X65管线钢屈强比测试结果的影响

通过对10组两种不同宽度的X65管线钢试样进行拉伸对比试验,分析了试样宽度对管线钢屈强比测试结果的影响及其原因。结果表明:宽度较大试样测得的屈强比普遍高于宽度较小试样测得的,其根本原因在于材料内部组织结构的不均匀性;因此,应严格执行产品标准要求,在进行管线钢拉伸测试时统一试样宽度,使得不同实验室的拉伸测试结果具有可比性。     

X70管线钢在湿H_2S环境中的应力腐蚀行为研究

运用均匀设计方法,通过改变H2S浓度、Cl-浓度、pH值和温度等溶液介质参数,对X70管线钢在湿H2S环境中进行慢应变速率拉伸应力腐蚀试验.研究各参数对X70管线钢应力腐蚀开裂的影响规律,通过扫描电镜分析试样断口的微观形貌,确定其应力腐蚀敏感性,并根据试验结果计算在各试验环境下的应力腐蚀敏感性指数,运用回归分析软件,建立X70管线钢应力腐蚀敏感指数与试验介质参数之间关系的交互型数学模型.     

卷取温度对大变形(B+M/A)X80管线钢组织和性能的影响

通过卷取连续HOP(heating on-line partitioning)技术,使X80管线钢获取了(B+M/A)复相组织和大变形性能。采用力学性能测试、显微分析和X射线衍射方法研究了在不同卷取温度条件下(B+M/A)X80管线钢的组织演变规律,分析了显微组织对其力学性能的影响。结果表明,随着卷取温度的升高,贝氏体的含量和位错密度减小,残余奥氏体含量增加,导致材料强度降低和塑性增加。在高的卷取温度条件下,碳化物的析出和残余奥氏体的分解是材料强度增加和塑性减小的显微组织因素。在一定卷取温度下,实验钢有低的屈强比、高的均匀伸长率和和高的形变强化指数,符合大变形管线钢的技术要求。     

X70针状铁素体管线钢包辛格效应研究

利用拉伸试验机、扫描电镜和透射电镜研究了TMCP工艺生产的Nb微合金化X70针状铁素体管线钢板的包辛格效应.实验结果表明:此钢板的包辛格效应比较小,当预压变形量为1.2%时,包辛格效应的值最大,约为17MPa.该钢的包辛格效应较小主要是由于钢中有多种具有不同屈服强度的相存在,其屈服行为不同时.     

脉冲电流处理对X70管线钢腐蚀性能的影响

测量了X70管线钢在NS4溶液中的极化曲线,研究了高密度脉冲电流处理对其腐蚀性能的影响,结果表明,高密度脉冲电流处理导致X70管线钢的晶粒细化,使其内部活性区减少,提高了管线钢的耐局部腐蚀能力,X70管线钢的耐局部腐蚀能力随着脉冲电流密度的提高而增强,腐蚀产物的分布也更加均匀细密。     

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.     

Effect of particle size on the electrochemical corrosion behavior of X70 pipeline steel

In this study, by using a standard quartz replace of sandy soil particles, the effect of soil particle size (0.1–0.25 mm, 0.6–1.0 mm) on the electrochemical corrosion behavior of X70 pipeline steel in sandy soil corrosive environment simulated by 3.5 wt% sodium chloride (NaCl) was investigated through polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) technology. The results indicated that the polarization resistance of X70 steel decreased with decreasing particle size. For all polarization curves, the right shift of cathodic branch with decreasing particle size, suggesting that the cathode oxygen reduction process is accelerated. The corrosion of X70 steel is controlled by the process of cathode diffusion and oxygen reduction. This can be attributed to the effect of gas/liquid/solid three‐phase boundary (TPB) zone on cathodic process of X70 steel, and the corrosion rate is mainly determined by the cathodic reaction. EIS of X70 steel consisted of two capacitive loops with 7, 60 and 90 days buried corrosion, and the charge transfer resistance of X70 steel increased with increasing particle size.     

Fatigue crack growth rates of API X70 pipeline steel in a pressurized hydrogen gas environment

Hydrogen is known to have a deleterious effect on most engineering alloys. It has been shown repeatedly that the strength of steels is inversely related to the ductility of the material in hydrogen gas. However, the fatigue properties with respect to strength are not as well documented or understood. Here, we present the results of tests of the fatigue crack growth rate (FCGR) on API X70 from two sources. The two materials were tested in air, 5.5 and 34 MPa pressurized hydrogen gas, and at both 1 and 0.1 Hz. At these hydrogen pressures, the FCGR increases above that of air for all values of the stress intensity factor range (ΔK) greater than ~7 MPa · m^1/2. The effect of hydrogen is particularly sensitive at values of ΔK below ~15 MPa · m^1/2. That is, for values of ΔK between 7 and 15 MPa · m^1/2, the FCGR rapidly increases from approximately that found in air to as much as two orders of magnitude above that in air. Above 15 MPa · m^1/2, the FCGR remains approximately one to two orders of magnitude higher than that of air.     

X120管线钢的相变组织及性能研究

为适应将来石油及天然气高效输送的需要,以及高级别管线对力学性能及焊接性能的要求,采用一种成分为0.05%C-2.01%Mn-0.30%Mo-0.48%Ni-0.35%Cu-0.076%Nb-Ti-B的试验材料,用于开发X120管线钢的试验研究.在Gleeble 1500热模拟机上,采用在奥氏体再结晶区和未再结晶区分别变...     

Fatigue crack propagation in API 5L X‐70 pipeline steel longitudinal welded joints under constant and variable amplitudes

Fatigue crack propagation (FCP) under constant and variable amplitude loading in base metal (BM), weld metal (WM) and heat affected zone (HAZ) of longitudinal welded joints of an API X‐70 pipeline steel was investigated. Constant amplitude loading tests were performed at R = 0.1 and 0.5, whereas for variable amplitude testing single peak tensile overloads (OLs) alternating between 75 and 100% of maximum load were applied at 2.5 mm intervals in crack growth. Results of SE(B) specimens tested under constant and variable amplitude loading revealed that BM, WM and HAZ regions subjected to R = 0.5 and low ΔK‐values presented the highest crack growth rates. At higher ΔK values FCP rates in all the studied regions were similar and the R effect on FCP rate was no more observed. Crack growth retardation due to OLs was observed at the three studied regions, showing a decrease on the FCP delay with a decreasing on ΔK.     

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。     

X70管线钢洛氏硬度试验结果的不确定度评定

依据GB／T230．1—2009规定的试验方法,利用Wilson 2001T洛氏硬度计对某钢厂X70管线钢进行了洛氏硬度（HRB）试验,从试验重复性、硬度计复现性等多方面对洛氏硬度试验的不确定度来源进行了分析和阐述,对每个不确定度分量进行了逐一评定,最终给出了扩展不确定度及测量结果的不确定度报告。结果表明：该X70管线钢洛氏硬度测量平均值为（78．5±2．4）HRB,包含因子k=2。该方法对金属材料洛氏硬度的测量不确定度评定具有一定的参考价值。