应力对MS X65管线钢在H 2 S环境中腐蚀及氢渗透行为影响
发布时间：2022-12-07 17:33
氢致开裂（HIC）是管线钢在含H2S介质中的主要失效形式之一,其与氢在钢中渗透、扩散和捕获有关。应力被认为是影响管线钢在酸性H2S介质中析氢及氢渗透的重要因素之一,特别是钢表面有硫化物膜时的影响规律及机理还不明确。本工作以MS X65管线钢为研究对象,探究了不同拉应力对硫化物腐蚀产物膜表面形貌、厚度、组成成分及离子选择性的影响,并结合氢渗透动力学参数研究了拉应力对MS X65管线钢硫化物膜下氢渗透行为的影响规律及机理;此外,还初步探索了交变载荷频率对阴极析氢及氢渗透行为的影响规律,为管线钢在复杂工况下的失效机理及防腐措施提供理论指导及数据支持。主要研究结果及进展如下:（1）MS X65管线钢在酸性H2S介质中的阴极析氢反应能被施加的弹或塑性恒应力促进,氢渗透通量J∞L和有效扩散系数Dapp都随着弹性恒应力的增加而增加,随塑性应力的施加而减小。阴极侧氢浓度c0在弹塑性区随应力的增加而增加。（2）MS X65管线钢表面有预制的硫化物膜时,析氢反应被弹性恒应力促...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
1.1 管线钢综述
1.1.1 管线钢的发展历程
1.1.2 管线钢的发展趋势
1.2 管线钢在湿H_2S中的主要失效形式
1.2.1 管线钢的氢致开裂
1.2.2 管线钢的硫化物应力腐蚀开裂
1.3 氢析出及氢渗透行为影响概述
1.3.1 阴极析氢行为的影响因素
1.3.2 氢渗透行为的影响因素
1.4 腐蚀产物膜对管线钢氢渗透行为影响概述
1.4.1 硫化物腐蚀产物膜的研究进展
1.4.2 硫化物腐蚀产物膜对氢渗透行为影响及研究进展
1.5 本论文主要研究思路、内容及意义
第2章 拉应力对MS X65管线钢在H_2S介质中氢渗透行为影响
2.1 引言
2.2 实验材料及方法
2.2.1 实验材料及介质
2.2.2 阴极极化曲线测试
2.2.3 氢渗透实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 拉应力对阴极极化行为的影响
2.3.2 拉应力对氢渗透行为的影响
2.4 本章小结
第3章 拉应力对MS X65管线钢硫化物膜下氢渗透行为影响
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 电化学循环伏安法成膜
3.2.2 硫化物膜的形貌观察及成分分析
3.2.3 M-S曲线的测量
3.2.4 膜下阴极极化曲线测试
3.2.5 膜下氢渗透实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 硫化物膜表面形貌变化
3.3.2 硫化物膜组成成分
3.3.3 硫化物膜的离子选择性
3.3.4 拉应力对膜下阴极极化行为的影响
3.3.5 拉应力对膜下氢渗透行为的影响
3.4 本章小结
第4章 交变载荷对MS X65管线钢在H_2S介质中腐蚀电化学行为影响
4.1 引言
4.2 实验材料及方法
4.2.1 实验材料及介质
4.2.2 交变载荷的施加
4.2.3 电化学实验方法
4.2.4 交变载荷下的氢渗透实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同应力比和交变载荷频率下MS X65管线钢开路电位
4.3.2 不同应力比和交变载荷频率下MS X65管线钢动电位极化行为
4.3.3 不同应力比和交变载荷频率下MS X65管线钢电化学阻抗行为
4.3.4 不同应力比和交变载荷频率下MS X65管线钢线性极化行为
4.3.5 不同应力比下交变载荷频率对MS X65管线钢电化学行为影响规律及机理
4.3.6 不同交变载荷频率下MS X65管线钢部分氢渗透实验结果
4.4 本章小结
第5章 本文主要结论与展望
5.1 本文主要结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属氢渗透研究综述[J]. 徐政一,张鹏远,孟国哲. 表面技术. 2019(11)
[2]NH4+对不锈钢表面析氢和锰沉积反应的催化性能（英文）[J]. 杨凡,蒋良兴,于枭影,刘芳洋,赖延清,李劼. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(11)
[3]NaCl浓度和pH值对X60钢析氢行为影响的试验研究[J]. 杨超,李自力,何勇君,李伟,刘强,吴劲劲. 材料保护. 2019 (02)
[4]静水压力对金属腐蚀热力学及动力学的影响[J]. 马荣耀,赵林,王长罡,穆鑫,魏欣,董俊华,柯伟. 金属学报. 2019(02)
[5]TC17钛合金在盐酸溶液中的腐蚀特性[J]. 高兴,石炜,陆铨,赵伟,陈立杰. 燃气涡轮试验与研究. 2018(06)
[6]深海环境中静水压对2205钢腐蚀电化学行为的影响[J]. 程柏璋,屈少鹏,董丽华,尹衍升. 腐蚀与防护. 2018(11)
[7]静水压力交变对高强度船体钢腐蚀行为的影响[J]. 胡裕龙,王智峤,赵欣,董赋,梅志远. 海军工程大学学报. 2018(05)
[8]盐渍性土壤中SRB对X100管线钢微生物腐蚀行为的影响[J]. 孙福洋,杨旭,鲁元,尚康. 管道技术与设备. 2018(05)
[9]高温高压H2S/CO2腐蚀产物膜对低铬钢氢渗透行为的影响[J]. 孙建波,苏鑫,张勇. 表面技术. 2018(06)
[10]我国高钢级管线钢和钢管应用基础研究进展及展望[J]. 冯耀荣,霍春勇,吉玲康,李鹤林. 石油科学通报. 2016(01)
硕士论文
[1]交流杂散电流对Q235钢氢渗透行为及力学性能的影响[D]. 王欢.西安理工大学 2019
[2]波动应力对X80管线钢在近中性环境中SCC的影响[D]. 申毅.西安石油大学 2015
本文编号：3712548
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
1.1 管线钢综述
1.1.1 管线钢的发展历程
1.1.2 管线钢的发展趋势
1.2 管线钢在湿H_2S中的主要失效形式
1.2.1 管线钢的氢致开裂
1.2.2 管线钢的硫化物应力腐蚀开裂
1.3 氢析出及氢渗透行为影响概述
1.3.1 阴极析氢行为的影响因素
1.3.2 氢渗透行为的影响因素
1.4 腐蚀产物膜对管线钢氢渗透行为影响概述
1.4.1 硫化物腐蚀产物膜的研究进展
1.4.2 硫化物腐蚀产物膜对氢渗透行为影响及研究进展
1.5 本论文主要研究思路、内容及意义
第2章 拉应力对MS X65管线钢在H_2S介质中氢渗透行为影响
2.1 引言
2.2 实验材料及方法
2.2.1 实验材料及介质
2.2.2 阴极极化曲线测试
2.2.3 氢渗透实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 拉应力对阴极极化行为的影响
2.3.2 拉应力对氢渗透行为的影响
2.4 本章小结
第3章 拉应力对MS X65管线钢硫化物膜下氢渗透行为影响
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 电化学循环伏安法成膜
3.2.2 硫化物膜的形貌观察及成分分析
3.2.3 M-S曲线的测量
3.2.4 膜下阴极极化曲线测试
3.2.5 膜下氢渗透实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 硫化物膜表面形貌变化
3.3.2 硫化物膜组成成分
3.3.3 硫化物膜的离子选择性
3.3.4 拉应力对膜下阴极极化行为的影响
3.3.5 拉应力对膜下氢渗透行为的影响
3.4 本章小结
第4章 交变载荷对MS X65管线钢在H_2S介质中腐蚀电化学行为影响
4.1 引言
4.2 实验材料及方法
4.2.1 实验材料及介质
4.2.2 交变载荷的施加
4.2.3 电化学实验方法
4.2.4 交变载荷下的氢渗透实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同应力比和交变载荷频率下MS X65管线钢开路电位
4.3.2 不同应力比和交变载荷频率下MS X65管线钢动电位极化行为
4.3.3 不同应力比和交变载荷频率下MS X65管线钢电化学阻抗行为
4.3.4 不同应力比和交变载荷频率下MS X65管线钢线性极化行为
4.3.5 不同应力比下交变载荷频率对MS X65管线钢电化学行为影响规律及机理
4.3.6 不同交变载荷频率下MS X65管线钢部分氢渗透实验结果
4.4 本章小结
第5章 本文主要结论与展望
5.1 本文主要结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属氢渗透研究综述[J]. 徐政一,张鹏远,孟国哲. 表面技术. 2019(11)
[2]NH4+对不锈钢表面析氢和锰沉积反应的催化性能（英文）[J]. 杨凡,蒋良兴,于枭影,刘芳洋,赖延清,李劼. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(11)
[3]NaCl浓度和pH值对X60钢析氢行为影响的试验研究[J]. 杨超,李自力,何勇君,李伟,刘强,吴劲劲. 材料保护. 2019 (02)
[4]静水压力对金属腐蚀热力学及动力学的影响[J]. 马荣耀,赵林,王长罡,穆鑫,魏欣,董俊华,柯伟. 金属学报. 2019(02)
[5]TC17钛合金在盐酸溶液中的腐蚀特性[J]. 高兴,石炜,陆铨,赵伟,陈立杰. 燃气涡轮试验与研究. 2018(06)
[6]深海环境中静水压对2205钢腐蚀电化学行为的影响[J]. 程柏璋,屈少鹏,董丽华,尹衍升. 腐蚀与防护. 2018(11)
[7]静水压力交变对高强度船体钢腐蚀行为的影响[J]. 胡裕龙,王智峤,赵欣,董赋,梅志远. 海军工程大学学报. 2018(05)
[8]盐渍性土壤中SRB对X100管线钢微生物腐蚀行为的影响[J]. 孙福洋,杨旭,鲁元,尚康. 管道技术与设备. 2018(05)
[9]高温高压H2S/CO2腐蚀产物膜对低铬钢氢渗透行为的影响[J]. 孙建波,苏鑫,张勇. 表面技术. 2018(06)
[10]我国高钢级管线钢和钢管应用基础研究进展及展望[J]. 冯耀荣,霍春勇,吉玲康,李鹤林. 石油科学通报. 2016(01)
硕士论文
[1]交流杂散电流对Q235钢氢渗透行为及力学性能的影响[D]. 王欢.西安理工大学 2019
[2]波动应力对X80管线钢在近中性环境中SCC的影响[D]. 申毅.西安石油大学 2015
本文编号：3712548
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3712548.html
