剥离涂层下管线钢应力腐蚀开裂机理研究

发布时间：2020-05-03 18:51

【摘要】：本文采用电化学试验、慢应变速率拉伸试验、腐蚀疲劳试验等试验方法,以高强度的X90管线钢为为研究对象,对剥离涂层下X90管线钢在近中性pH值溶液中(乌鲁木齐地区土壤模拟溶液)的应力腐蚀开裂机理进行分析和研究。文章通过试验对剥离涂层下X90管线钢在近中性pH值溶液中的电化学行为、试样在溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)的敏感性以及试样在试验条件下的裂纹扩展行为进行了分析,讨论了试验条件下应力腐蚀开裂机理,同时也对分析了裂纹的扩展速率,结论如下:剥离涂层下X90管线钢在近中性pH值溶液中的电化学试验结果表明:在不同位置处的自腐蚀电位分别为-718.6mV、-733.8mV、-722.4mV、-686.3mV、-763.7mV,测得的极化曲线都具有典型的活性溶解的特征,没有发现活化-钝化的现象;试样在剥离区腐蚀电流密度Icorr随试样与破损口距离的增加先减小后又增大。漏点处即d=5cm处和距离漏点位置最远处即d=20cm处腐蚀速率较快,在中部位置d=10cm和d=15cm处腐蚀速率较慢。慢应变速率拉伸试验结果表明:不同滞留液中有一定的应力腐蚀敏感性,且在近漏点处和剥离区底部应力腐蚀敏感性较大,剥离区中部的应力腐蚀敏感性较小。剥离涂层下X90管线钢在近中性pH值滞留液环境中的拉伸断裂属于穿晶型应力腐蚀开裂;不同的外加电位条件下有明显的应力腐蚀敏感性,随着外加电位的负移,X90管线钢的SCC敏感性系数表现出先减小再增大的趋势,具有明显氢脆机制的SCC特征,在电位为Eocp条件下,SCC机制为阳极溶解机制;电位为-850mV时,SCC机制为阳极溶解+氢脆机制的两种机制共同作用的混合机制;当电位低于-850mV,SCC机制为氢脆机制。而腐蚀疲劳试验结果表明:剥离涂层下X90管线钢应力腐蚀疲劳裂纹扩展在近中性pH值溶液环境(乌鲁木齐地区土壤模拟溶液)中具有较高的断裂敏感性,X90管线钢在近中性pH值溶液环境中近门槛区的应力腐蚀裂纹扩展速率可用da/dN=4.41×10~(-9)(ΔK-6.48)~(1.46)来近似描述,而在裂纹稳定扩展区则可用da/dN=5.81×10~(-10)(ΔK-8.63)~2来表示;在空气中或者在乌鲁木齐地区土壤模拟溶液环境中试样的断口都表现出脆性断裂特征,而且断面都存在着二次裂纹,裂纹以穿晶开裂为主,同时也存在着少量的沿晶开裂,裂纹开裂机制总体表现为混合开裂形式。
【图文】：

采用慢应变速率拉伸试验（Slow Strain Rate Tensile和扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）观察离涂层下土壤溶液中循环荷载作用下的应力腐蚀开裂，并研究在位等因素作用下 X90 管线钢在剥离涂层下土壤模拟溶液中的应力力腐蚀开裂的规律。本文的主要研究内容包括：（1）采用电化学测试和 SEM 观察，剥离涂层下据缝隙口不同距管线钢在模拟溶液中的电化学腐蚀特征。（2）采用 SSRT 试验和 SEM 观察，研究恒荷载作用下，阴极条件下，剥离涂层下 X90 管线钢的 SCC 敏感性以及开裂形式。（3）采用裂纹扩展试验和 SEM 观察，裂纹扩展试验在疲劳试涂层下 X90 钢在空气和模拟溶液中的裂纹扩展行为，并分析探讨1.5.2 本文的技术路线根据试验方案以及试验内容所拟定的试验技术路线如图 1-1 所示

样表面先用 SiC 水磨砂纸从 120#逐级打磨至 1500#，为裂纹成核的影响，研磨总是沿着试样的纵向方向，然后再干净后吹干放到干燥皿中待用。在电化学腐蚀试验的过，其中 X90 管线钢试样为试验的工作电极，试验的辅助和甘汞电极作为试验的参比电极，并用灌好的带有鲁金通。
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE988.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘帅;朱磊;;有关不锈钢应力腐蚀开裂的研究[J];价值工程;2018年20期

2 郑文龙;;应力腐蚀开裂分析中一些问题的探讨[J];理化检验.物理分册;1981年06期

3 Kim C.D;Wilde B.E;阎永京;;恒应变速度应力腐蚀开裂试验的评述[J];理化检验.物理分册;1981年01期

4 俞健;R.N.Parkins;;黄铜在亚硝酸钠中应力腐蚀开裂[J];腐蚀与防护;1986年02期

5 小若正伦;赵灵源;;关子应力腐蚀开裂的研究[J];腐蚀与防护;1987年04期

6 邓平;孙晨;彭群家;韩恩厚;柯伟;;堆芯结构材料辐照促进应力腐蚀开裂研究现状[J];中国腐蚀与防护学报;2015年06期

7 蔡志安;李春福;;20钢在不同介质中的硫化物应力腐蚀开裂敏感性[J];机械工程材料;2014年01期

8 张赞;姜静;;如何防止或避免压力容器的应力腐蚀开裂[J];中国石油和化工标准与质量;2011年10期

9 门长峰;帅健;;输送管道应力腐蚀开裂和氢致开裂[J];天然气工业;2006年11期

10 K.Krist L.Leewis,M.Wilmoff,廖柯熹,方芳,姚安林;天然气管线应力腐蚀开裂机理[J];国外油田工程;2000年12期

相关会议论文 前10条

1 侯伟;段玫;;含硫环境波纹管的连多硫酸应力腐蚀开裂研究综述[A];第十一届全国膨胀节学术会议膨胀节设计、制造和应用技术论文选集[C];2010年

2 任树霞;戴起勋;朱子健;朱向群;;添加V对2Cr13钢抗应力腐蚀开裂和弹性蠕变性能的影响[A];2013钒钛高强钢开发与应用技术交流会论文集[C];2013年

3 贾维平;朱自勇;柯伟;韩恩厚;郑宇礼;;铜双晶体的应力腐蚀开裂行为[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年

4 卢志明;高增梁;;16MnR钢在液氨环境中的应力腐蚀开裂试验研究[A];2004年全国化工、石化装备国产化暨设备管理技术交流会会议论文集[C];2004年

5 董霞;李晓玲;姚淑萍;张建国;董毅;;曲臂应力腐蚀开裂[A];全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会论文专辑（物理测试部分）[C];2002年

6 张维;毛彩云;张兴田;丁有元;王建军;;亚硝酸盐环境下黄铜冷却盘管应力腐蚀开裂行为研究与治理措施[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集（第一卷·第2册）[C];2009年

7 冉广;王鲁闽;;高能离子模拟中子辐照研究堆内构件的辐照加速应力腐蚀开裂[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年

8 李今朝;马旺楠;;奥氏体不锈钢合金的应力腐蚀开裂[A];2015第二届海洋材料与腐蚀防护大会论文全集[C];2015年

9 艾合买提江·加马力;;液氨压力容器应力腐蚀及预防措施[A];2006年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集[C];2006年

10 郭金宝;程以环;孙元宁;陈思孝;;宝钢抗硫系列油管的研制[A];第二届石油石化工业用材研讨会论文集[C];2001年

相关重要报纸文章 前8条

1 王祝堂;应用广泛的6061结构合金[N];中国有色金属报;2017年

2 王祝堂;铝合金的应力腐蚀开裂(一)[N];中国有色金属报;2016年

3 王祝堂;铝合金的应力腐蚀开裂(二)[N];中国有色金属报;2016年

4 廖建国;管线管用不锈钢的开发与应用[N];世界金属导报;2014年

5 王克绍 摘译;增强耐蚀性 扩大油气管适用范围[N];中国冶金报;2009年

6 ;不锈钢种类及定义[N];现代物流报;2007年

7 郭永铭 摘译;聚焦高性能、低成本不锈钢研发[N];中国冶金报;2010年

8 本报特约记者 陈明宇 通讯员 蒋庆梅;从0.72到0.8的跨越[N];石油管道报;2014年

相关博士学位论文 前10条

1 陈学东;湿H_2S及硝酸盐环境中低合金高强度钢制压力容器应力腐蚀开裂敏感性条件分析与安全保障技术研究[D];浙江大学;2004年

2 董希青;奥氏体不锈钢海洋大气环境下应力腐蚀开裂研究[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2012年

3 韩豫;应变强化奥氏体不锈钢制压力容器工艺研究及其在典型介质环境中的性能评价[D];合肥工业大学;2012年

4 贾海梁;多孔岩石及裂隙岩体冻融损伤机制的理论模型和试验研究[D];中国地质大学;2016年

5 石江波;核电结构材料应力腐蚀开裂裂纹扩展速率预测[D];天津大学;2014年

6 朱向群;称重传感器弹性体材料关键技术研究及应用[D];江苏大学;2010年

7 黄毓晖;304不锈钢氯离子腐蚀的力—化学行为研究[D];华东理工大学;2011年

8 马颖丽;几种110钢级套管在酸性油气田的腐蚀行为及防护措施研究[D];西南石油大学;2012年

9 赵永峰;13Cr钢在CO_2-H_2S-Cl~-体系中的腐蚀行为及其缓蚀技术研究[D];北京化工大学;2010年

10 刘微;镍基合金718在模拟酸性油气田环境中的腐蚀电化学研究[D];湖南大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 方帅;剥离涂层下管线钢应力腐蚀开裂机理研究[D];西安石油大学;2019年

2 余军;P110油管钢在模拟环空液中的应力腐蚀开裂机理与监测方法研究[D];华中科技大学;2018年

3 李文婷;高强铝合金应力腐蚀开裂过程中的电化学行为研究[D];华中科技大学;2016年

4 赵天娆;高钢级管线钢应力腐蚀开裂规律及评估方法研究[D];西安石油大学;2015年

5 杨洲;硫化氢对石油管线钢应力腐蚀开裂和氢渗透行为的影响[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2004年

6 岳国强;超临界水环境中电站锅炉管材料应力腐蚀开裂行为研究[D];华北电力大学(北京);2017年

7 林志祥;304奥氏体不锈钢在NaOH+Cl~-+H_2O复杂介质环境下的应力腐蚀试验研究[D];浙江工业大学;2017年

8 吴红梅;油管钢氢渗透特性及其对应力腐蚀开裂的影响[D];西南石油大学;2015年

9 冯娟;乙二醇不锈钢蒸发器应力腐蚀开裂评价与安全分析[D];南京工业大学;2004年

10 张良;X80管道近中性pH环境应力腐蚀开裂影响因素研究[D];西安石油大学;2015年

，

本文编号：2647958