NACE A溶液中S31603不锈钢慢应变速率拉伸试验研究

采用慢应变速率拉伸实验方法,研究了温度和压力对S31603奥氏体不锈钢在标准NACE A溶液(5.0%Na Cl和0.5%CH3COOH)中应力腐蚀敏感性的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)对断口形貌进行观察和分析表明,S31603不锈钢在NACE A溶液中易发生应力腐蚀开裂,温度和压力对S31603奥氏体不锈钢的应力腐蚀敏感性有较大的影响,随着温度和压力的升高,试样的力学性能下降,应力腐蚀敏感性增强;在16MPa、160℃环境下,S31603不锈钢试样的断后延伸率和内积功应力腐蚀敏感性指数分别达到65.06%和72.1%,应力腐蚀开裂倾向最为显著。     

国产X70管线钢与焊接接头组织及SSCC性能

输气管道的服役条件多为潮湿环境,输送介质含H2S.随着国产X70管线钢在西气东输工程中的应用,国产高强度管线钢硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)性能研究显得尤为重要.为此,测试、分析了国产X70管线钢及其焊缝的组织,进一步采用慢应变速率法(SSRT)研究了H2S对国产X70管线钢及其焊接接头SSCC的影响,国产X70管线钢及其焊接接头在含H2S腐蚀介质中应力腐蚀敏感性随H2S浓度的增加而增加,在H2S质量分数为50×10-400时,母材的脆性系数为19. 9500,焊缝的脆性系数高达59. 1900.若以2500视为安全值,则在H2S浓度为50×10-40时的母材就SSCC而言是安全的,而焊缝却是不安全的.     

SO42-对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化和交流阻抗技术研究在库尔勒土壤模拟溶液中SO42-质量分数对X80管线钢腐蚀行为的影响,并利用金相显微镜观察不同SO42-质量分数下的腐蚀形貌.结果表明:X80管线钢在SO42-不同质量分数的库尔勒土壤模拟溶液中,其极化曲线呈现典型的活化溶解特征;随着SO42-质量分数的增加,X80钢的腐蚀速率呈现先增大、后减小的趋势;当SO42-质量分数为5％时,极化电阻Rp出现临界值,此时X80管线钢的腐蚀最严重;当SO42-质量分数为10％时,金属腐蚀反应严重受阻,其表面腐蚀现象不明显,只有几个小的腐蚀坑存在;溶液中的Cl-吸附在X80钢表面会导致金属发生腐蚀自催化过程;而SO42-优先于Cl-吸附在金属表面上,能够抑制Cl-对X80管线钢的腐蚀行为.     

SO_4~(2-)对X100管线钢在盐渍性溶液中点蚀行为的影响

通过电化学测试技术研究X100管线钢在不同质量分数SO_4~(2-)的盐渍性土壤模拟溶液中的点蚀行为,并利用扫描振动电极技术(SVET)分析其腐蚀机制,建立腐蚀模型。结果表明:试样在不同质量分数SO_4~(2-)的土壤模拟溶液中均表现为典型的活性溶解;随着SO_4~(2-)质量分数增加,极化电阻显著增加,自腐蚀电流密度降低,说明X100管线钢发生点蚀的倾向性减小,SO_4~(2-)在库尔勒土壤中属于抑制性腐蚀阴离子。其腐蚀机制主要是SO_4~(2-)与Cl-通过竞相吸附作用优先吸附在蚀坑表面,抑制Cl-对X100管线钢的腐蚀,同时生成的Fe S腐蚀产物膜覆盖在腐蚀孔表面,降低了腐蚀速率。     

X60管线钢腐蚀过程的声发射监测实验

应用声发射(AE)技术对X60管线钢在质量分数为10%的FeCl3·6H_2O溶液中腐蚀过程进行了在线监测,通过AE信号特征参量分析、波形分析和小波分析相结合的方法处理信号,分析了X60管线钢在质量分数为10%的FeCl3·6H_2O溶液中声发射信号的变化规律及不同阶段的信号特征.结果表明:X60管线钢在质量分数为10%的FeCl_3·6H_2O溶液中腐蚀过程可以分为初始腐蚀期、加速腐蚀期和平稳腐蚀期3个阶段;不同腐蚀阶段的AE信号类型不同,信号频谱特征和能量比例也存在明显差异;3个腐蚀阶段的频率呈现低频、高频、低频的发展规律.结合AE信号的3种分析方法可以判定不同的腐蚀阶段,进而为X60管线钢腐蚀状态的安全性评价提供依据.     

X60钢在不同温度下的CO2腐蚀行为

为了研究腐蚀因素与腐蚀速率的关系，通过在NACE溶液（5％NaCl＋0.5％CH3COOH）中进行饱和CO2浸泡腐蚀实验，利用失重法、电子显微镜（SEM）和数码相机等方法研究了X60管线钢在30、60和90℃温度条件下的腐蚀行为，研究结果表明，X60钢在90℃条件下的腐蚀速率比在30和60℃条件下高一个数量级，为12.8858mm／a,在30℃时，试样表面无明显点蚀特征，在60℃条件下试样表面仅仅出现点蚀，其余部分平整，而在90℃条件下试样表面不仅出现严重的台地腐蚀而且出现线蚀槽，腐蚀严重。在60℃条件下，点蚀周围富集Cl-，说明Cl-在坑内富集，是引起点蚀成核的主要原因。     

X80管线钢在近中性pH溶液中的应力腐蚀开裂

采用电化学动电位扫描技术、慢应变速率拉伸(SSRT)试验和扫描电镜观察研究了X80管线钢及焊接接头在NS4溶液中的应力腐蚀行为.电化学实验结果显示,X80管线钢及焊接接头在NS4溶液中的极化曲线具有典型的活性溶解特征.SSRT试验结果表明,随着外加电位的负移,断裂时间、断面收缩率、应变量都明显变小,X80管线钢及焊接接头的应力腐蚀开裂敏感性增加,应力腐蚀断口呈现穿晶准解理特征.施加相同外加电位时,焊接接头较母材的应力腐蚀敏感性增加,其断裂位置全部落在焊缝或HAZ处.     

SO2-4对X100管线钢在盐渍性溶液中点蚀行为的影响

通过电化学测试技术研究X100管线钢在不同质量分数SO2-₄的盐渍性土壤模拟溶液中的点蚀行为,并利用扫描振动电极技术(SVET)分析其腐蚀机制,建立腐蚀模型。结果表明:试样在不同质量分数SO2-₄的土壤模拟溶液中均表现为典型的活性溶解;随着SO2-₄质量分数增加,极化电阻显著增加,自腐蚀电流密度降低,说明X100管线钢发生点蚀的倾向性减小,SO2-₄在库尔勒土壤中属于抑制性腐蚀阴离子。其腐蚀机制主要是SO2-₄与Cl-通过竞相吸附作用优先吸附在蚀坑表面,抑制Cl-对X100管线钢的腐蚀,同时生成的FeS腐蚀产物膜覆盖在腐蚀孔表面,降低了腐蚀速率。     

高温水环境下温度对316 L不锈钢应力腐蚀开裂的影响

在高温水环境中,采用慢应变速率拉伸实验方法研究了温度对316 L不锈钢应力腐蚀开裂的影响规律,并通过扫描电镜(SEM)对试样断口形貌进行分析. 结果表明:在高温水环境中,温度为200～345 ℃时316 L不锈钢具有应力腐蚀开裂敏感性;材料脆性指标随温度升高而增大,应力腐蚀开裂敏感性增强,断口分析与之吻合;250 ℃是316 L不锈钢发生应力腐蚀开裂的敏感温度,断口边缘形貌呈现明显脆性断裂特征.     

外力作用下聚氨酯胶粘剂在NaCl水溶液中的耐久性

用聚氨酯胶粘剂和铝片制备胶接试样并在NaCl溶液中浸泡,考察了NaCl溶液的温度、NaCl的质量分数以及应力对胶粘剂粘结强度的影响。采用拉伸实验法测试胶接试样的拉伸剪切强度,分别用扫描电子显微镜图、红外光谱图分析浸泡前后胶层的表面形貌和胶粘剂分子结构的变化。结果表明,胶粘剂的粘结强度随载荷的增加而急剧下降,失效所需时间从1000N 的150h 快速降至2000N下的30h以下;在恒载荷时,失效所需时间从NaCl的质量分数为5%的60h上升至15%时的160h。温度的作用主要表现为在浸泡初期能加速聚氨酯胶粘剂的降解和粘结强度的下降,粘结强度从35℃的93.5%下降到70℃的65.0%左右;但是在浸泡中后期,则其作用变小,剪切强度维持在35℃时的64.0%、70℃时的63.0%和50℃时的44.0%。     

均匀设计法研究环境因素对X120管线钢点蚀敏感性交互影响

以Cl浓度、pH值和温度为三因素,通过均匀设计试验方法,采用动电位扫描技术研究了这三个环境因素对X120管线钢在HCO3-+Cl介质中点蚀电化学行为的交互影响.结果表明:Cl浓度、pH值和温度三因素对X120管线钢在HCO3-+Cl溶液中的腐蚀和钝化行为影响都较大,对其点蚀敏感性影响依次为Cl浓度>pH值>温度,且Cl-浓度与温度间存在交互作用,该交互作用对X120管线钢点蚀敏感性的影响程度介于Cl浓度和pH值之间;在Cl浓度为0mol·L-1、pH8.5、温度0℃的HCO3-+Cl溶液中,X120管线钢的点蚀敏感性最小.     

HK40在低氯低氧分压中的高温腐蚀行为

研究了HK40在800 ℃,p(Cl2)=1×10-4 Pa, p(O2)=2.34×10-15 Pa氯氧混合气氛中的高温腐蚀行为.应用热重分析方法研究了HK40在该环境中高温腐蚀的动力学.借助SEM观察反应后样品的表面形貌和断面形貌;利用X射线衍射分析来确定反应生成的腐蚀产物.并用热力学解释了其高温腐蚀的机理.     

零下温度时二维通道内界面活性剂减阻流动的实验研究

为了进行零下温度时区域供冷系统的界面活性剂减阻设计,测量了-5℃时以质量分数为20%的甘醇不冻液为溶剂的界面活性剂溶液油醇基二羟乙基甲基氯化铵在二维通道内的减阻特性,同时用粒子成像测速仪对减阻流动的湍流特性进行了测量.实验发现:质量分数为5×10-5~5×10-4的低浓度油醇基二羟乙基甲基氯化铵界面活性剂溶液在一定的雷诺数范围内均呈现减阻特性,且其减阻特性与质量分数和温度呈复杂关系,最大减阻值可高达70%以上;在湍流液体中只需加入少量该界面活性剂即可大幅度减少液体输送的动力消耗.与单独的质量分数为20%的甘醇不冻液湍流流动相比,添加界面活性剂抑制了湍流速度脉动,使雷诺应力完全消失.     

pH值对高温高压水中304L不锈钢应力腐蚀开裂的影响

在高温高压水环境中,采用慢应变速率拉伸试验方法,研究了不同pH值对304L不锈钢应力腐蚀开裂行为的影响规律,并通过扫描电镜对试样断口形貌进行观察与分析.结果表明:在300℃时,304L不锈钢在弱酸性和弱碱性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性较大,且酸性越强,敏感性越大.在中性溶液中,304L不锈钢的强度和塑性损失较小,应力腐蚀敏感性较小,断口分析与之吻合.     

外加电位对X80管线钢模拟海岸土壤腐蚀的影响

为探究双相X80管线钢在沿海土壤模拟溶液环境中的腐蚀机理，采用极化曲线、慢应变速率拉伸试验(SSRT)和交流阻抗(EIS)法对不同外加电位(-750,-900和-1 050 mV vs.饱和甘汞电极(SCE))下双相X80管线钢的应力腐蚀和电化学腐蚀行为进行研究。结果表明，双相X80管线钢在-1 050 mV电位下对应力腐蚀(SCC)最为敏感。慢应变拉伸呈现为脆性断裂，断口可见铁素体区域圆形或椭圆形的凹坑，这是由于过度阴极反应产生的氢原子扩散进入到钢中在铁素体晶界聚集，氢气析出产生的较高氢压超过材料的强度产生圆形孔洞，在拉伸应力作用下变为椭圆形。在此电位下EIS模拟电阻最小，耐腐蚀性最差。-750 mV的外加电位可起到一定的电化学保护作用，但不足以防止X80管线钢应力腐蚀的发生。-900 mV的外加电位可有效抑制X80管线钢的阳极溶解，SSRT的强度和延展性均高于0 mV电位试样，表现出韧性断裂特征，EIS模拟电阻最高，因此双相X80管线钢在模拟海岸土壤环境下最佳的阴极保护电位约为-900 mV vs. SCE。双相X80管线钢在沿海土壤模拟环境中的应力腐蚀行为的研究可对其在实际使用过...     

氢对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂行为的影响

采用电化学充氢技术、动电位扫描技术、交流阻抗技术(EIS)和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究库尔勒土壤模拟溶液中氢对X80管线钢应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响,并利用扫描电镜(SEM)观察试样断口形貌。研究结果表明:充氢电流密度和充氢时间的增加均能加速金属腐蚀反应;随着充氢量的增大,试样自腐蚀电位呈下降趋势,腐蚀速率逐渐增大,氢促进了X80钢在库尔勒模拟溶液中腐蚀的发展;电化学充氢后,X80钢的应力腐蚀开裂行为主要由氢致开裂(HIC)作用决定,阳极溶解过程只起到辅助裂纹形核的作用,因为氢能引起材料局部塑性变形,促进裂纹尖端形核和扩展。     

带状组织不同的管线钢在60℃CO_2环境中腐蚀行为分析

对带状组织级别不同的管线钢在60℃CO2饱和的NACE溶液中的腐蚀速率、腐蚀形态和点蚀系数进行了分析比较。研究结果表明,在CO2饱和的NACE溶液中,带状组织级别越低的材料,发生均匀腐蚀的特征越明显,通过生成保护性膜抵抗腐蚀的能力越强。而带状组织级别越高的材料,发生局部腐蚀,尤其是点蚀的特征越明显。为了提高管线钢抗CO2腐蚀的性能,生产环节应控制其带状组织,选材环节应尽可能选用带状组织级别低的材料。     

Cr12MoV钢的压缩超塑性研究

研究了Cr12MoV钢超塑性压缩变形的力学特性和应变速率敏感性指数m值.在温度780～820℃、初始应变速率(1.5～15)×10-4 s-1条件下测得压缩应力-应变曲线,测量、计算了试样膨胀系数.分析结果表明,试样压缩后基本保持圆柱状,膨胀系数大于1;在780～820℃,(1.5～15)×10-4 s-1压缩条件下,稳态阶段流变应力低至80 MPa,应变速率敏感性指数m约0.23,与其拉伸超塑性m值相近,显示出良好的超塑性.     

温度对3%Cr管线钢CO_2腐蚀产物膜的影响

经济型低Cr合金钢具有较好的抗CO2腐蚀性能,利用高温高压反应釜研究了3%Cr管线钢的CO2腐蚀行为,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等对腐蚀产物膜的微观形貌、化学成分以及结构进行分析,探讨了温度对3%Cr管线钢腐蚀产物膜的影响.结果表明,CO2分压0.8 MPa、液体流速1.0 m.s-1时,在40～140℃范围内,3%Cr管线钢均未发生局部腐蚀,其平均腐蚀速率呈先升高后降低的趋势,峰值温度在100℃左右.3%Cr管线钢的腐蚀产物膜具有两层结构:内层膜为致密的富Cr层(Cr富集程度可高达Cr/Fe=8/5),主要由含Cr化合物和非晶态FeCO3构成,并随着温度的升高,Cr富集程度增加,内层膜厚度降低;外层膜则由晶态FeCO3堆积而成.     

硫化氢质量浓度和温度对碳钢在NACE溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱等电化学实验方法以及扫描电镜和能谱等表面分析技术对20#碳钢在不同H2S质量浓度(0,95.61,103.22,224.16 mg.L-1)、不同温度(25,35,45℃)下的NACE溶液(含CO2)中腐蚀行为进行了研究,同时对该环境下腐蚀产物的形成机制进行了探讨.发现在含有CO2的NACE溶液中,加入少量H2S,能加剧碳钢腐蚀,加速阳极铁的溶解和阴极氢气的析出.随着H2S质量浓度的增加,腐蚀电流密度增大,碳钢腐蚀加剧.温度升高,腐蚀极化电阻变小,腐蚀也会加剧.腐蚀试样外层絮状腐蚀产物主要是铁碳化物,接近基体表面的腐蚀产物主要是铁硫化物.