不同热处理工艺对X80钢在模拟酸性土壤溶液中腐蚀行为的影响

发布时间：2017-08-07 00:00

  本文关键词：不同热处理工艺对X80钢在模拟酸性土壤溶液中腐蚀行为的影响

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【摘要】：在目前的石油天然气管道建设中,常结合地形变化和工程建设所需,将管线钢热加工成弯管、三通等重要构件。X80钢作为西气东输二线工程的主要管线输送用钢,具有广泛的应用前景。对于如X80钢这类微合金管线钢而言,热加工相当于对管线钢在控扎控冷后一个重新奥氏体化、随后连续冷却转变和回火的二次热处理。在不同的工艺下,此类热处理将使得管线钢的组织结构和性能发生变化。加之管线钢外部土壤腐蚀环境十分复杂,使得不同组织结构的构件在复杂的土壤环境中所表现出的耐蚀性发生很大变化。因此,开展不同热处理工艺对X80钢在我国典型土壤环境(如鹰潭酸性土壤)中腐蚀行为的影响研究,将为管线钢重要构件的安全使用提供数据参考和科学支持。本文主要通过热处理试验、全浸均匀腐蚀实验、电化学阻抗技术、动电位快慢扫描技术、恒应变四点弯曲实验以及慢应变速率拉伸实验,研究了原始及经热处理后的X80钢在酸性土壤模拟环境下的短期均匀腐蚀行为、弹性变形阶段的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性对比以及外加电位对各工艺的X80钢SCC机制的影响。结果表明：(1)四种不同工艺的X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀28天后耐蚀性优劣顺序依次为：原始、水淬+高温回火、水淬、空冷。这与X80钢组织经热处理发生变化以及钢表面腐蚀产物形貌特征、致密程度有关。(2)弹性变形阶段,空冷处理的X80钢点蚀现象最为严重,SCC倾向较大；外加应力使得四种工艺的X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀速率显著增大,尤以空冷处理后的X80钢表现最为明显。(3)四种工艺的X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中SCC敏感性受外加电位影响显著：Eocp以上主要受阳极溶解(AD)机制控制；快扫极化曲线零点电位Eo以下,主要受氢脆(HE)机制控制；电位介于二者之间时,主要受AD和HE的混合机制控制。(4)相同外加电位下,原始X80钢和空冷处理的X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中的SCC敏感性在四者中表现较高。(5)随着外加电位的负移,四种工艺的X80钢断裂特征逐渐由韧性断裂转变为脆性断裂或韧性-脆性混合断裂。
【关键词】：X80钢 鹰潭土壤模拟溶液 热处理 耐蚀性 应力腐蚀开裂
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG161;TG172
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-22
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 研究目的及意义9-10
• 1.3 管线钢土壤腐蚀研究现状10-20
• 1.3.1 管线钢土壤均匀腐蚀研究现状10-11
• 1.3.2 管线钢土壤应力腐蚀开裂研究现状11-20
• 1.4 论文研究内容、方法及技术路线20-22
• 1.4.1 论文研究内容、方法20
• 1.4.2 论文技术路线20-22
• 第2章 试验材料及试验方法22-28
• 2.1 X80管线钢的化学成分测定22
• 2.2 热处理实验22-24
• 2.2.1 淬火温度、回火温度的确定22-23
• 2.2.2 保温时间的确定23-24
• 2.2.3 热处理试样金相组织观察和力学性能测试24
• 2.3 全浸均匀腐蚀实验24-25
• 2.4 电化学实验25
• 2.5 恒应变四点弯曲加载实验25
• 2.6 慢应变速率拉伸(SSRT)实验25-26
• 2.7 实验所用仪器及药品26-28
• 2.7.1 实验所用仪器26
• 2.7.2 实验所用药品26-28
• 第3章 不同热处理工艺的X80钢均匀腐蚀行为研究28-40
• 3.1 不同热处理工艺的X80钢金相分析28-29
• 3.2 不同热处理工艺的X80钢腐蚀速率对比29-30
• 3.3 交流阻抗(EIS)特征分析30-35
• 3.4 腐蚀形貌观察与分析35-38
• 3.5 不同热处理工艺的X80钢耐蚀性差异分析38
• 3.6 本章小结38-40
• 第4章 不同热处理工艺的X80钢四点弯曲应力腐蚀敏感性评价40-47
• 4.1 实验方法40-42
• 4.2 四点弯曲试验结果评价42-45
• 4.3 外加应力对腐蚀速率的影响45-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 不同热处理工艺的X80钢慢应变速率拉伸试验研究47-64
• 5.1 动电位极化快慢扫描测试47-48
• 5.2 慢应变速率拉伸实验(SSRT)48-63
• 5.2.1 SSRT实验结果数据分析49-53
• 5.2.2 SSRT断口分析53-63
• 5.3 本章小结63-64
• 第6章 结论64-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-72
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果72

【参考文献】

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本文编号：631942