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.     

管线钢硫化物应力腐败开裂

利用Shell Type法和NACE拉伸试验研究了低碳锰钢的硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）行为,结果表明：存在带状组织,且与外加应力方向平行时可提高SSCC抗力,带状组织的存在还可降低CO2腐蚀速率,温度升高CO2腐蚀速率增大,并提出了带状组织影响SSCC和CO2腐蚀的物理模型。     

硫酸盐还原菌对16Mn钢在海泥中应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率拉伸、氢渗透实验方法对16Mn钢在含不同浓度硫酸盐还原菌(sulfatereducingbacteria,SRB)海泥中的应力腐蚀开裂敏感性进行了研究。结果表明SRB的存在,使得16Mn钢的慢应变速率拉伸断裂延伸率变小,拉断所需时间缩短,拉断所需最大压力变小,拉伸曲线下的面积变小;氢渗透电流密度明显增大,因此海泥中SRB的存在能够使16Mn钢的应力腐蚀开裂敏感性增加。     

管线钢硫化氢应力腐蚀的影响因素

为了解决国产高强钢的H2S应力腐蚀开裂(sulfide stress corrosion cracking，SSCC)敏感性问题，采用恒载荷拉伸法(constant load tensile)和慢应变速率法(slow strain rate test，SSRT)测试了在含H2S的介质中不同焊接匹配及不同冷变形度条件下管线钢母材及其焊接接头的SSCC性能。结果表明，不同的焊接匹配导致管线钢具有不同的耐腐蚀性能；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；随着冷变形度的增加．材料的抗腐蚀能力降低，可见，焊接匹配和冷变形度是影响国产管线钢SSCC的重要因素。     

硫化氢环境下两种不锈钢的应力腐蚀开裂行为

用U形弯试样浸泡和慢应变速率拉伸实验研究了3Cr17Ni7Mo2SiN和00Cr22Ni5Mo3N(2205)不锈钢在硫化氢介质中的应力腐蚀开裂(SCC)行为.2205不锈钢的SCC萌生孕育期较长,在pH较低的饱和H2S溶液中具有明显的SCC敏感性,其SCC敏感性随溶液pH值的升高或H2S含量的降低而迅速降低.3Cr17Ni7Mo2SiN的SCC孕育期均低于2205不锈钢,在pH≤4.5、H2S的质量浓度≥103mg·L-1的H2S介质中均具有明显的SCC敏感性,其SCC敏感性受pH值和H2S含量变化影响较小.3Cr17Ni7Mo2SiN的SCC以沿晶裂纹萌生,扩展后转变为穿晶应力腐蚀开裂;2205不锈钢近表面处首先发生奥氏体-铁素体相间氢致开裂,并促进SCC萌生,其SCC为穿晶应力腐蚀开裂.     

硫化氢介质中注汽管材的应力腐蚀试验

应力腐蚀门槛值是评价管道抗应力腐蚀能力的重要性能参数。采用胜利油田现场使用的20g、13CrMo44、ST45．8、ST45．8．Ⅵ注汽管材，制作含有预制裂纹的恒位移双悬臂梁（DCB）试件，在H2S介质中进行了应力腐蚀试验，得到4种钢材的应力腐蚀门槛值KISCC和应力腐蚀裂纹扩展速率da／dt。试验结果表明，ST45-Ⅳ钢的KISCC值最大，裂纹扩展速率最小，具有较强的抗应力腐蚀开裂能力。含碳量低、减少块状铁素体，细化组织有利于提高管材抗应力腐蚀的能力，管材在硫化氢介质中的应力腐蚀开裂属于氢致开裂和阳极溶解型混合开裂。     

X90螺旋埋弧焊管抗硫化氢性能的研究

对X90螺旋埋弧焊管进行氢致开裂（HIC）和硫化氢应力腐蚀开裂（SSCC）实验研究,结果表明：X90螺旋埋弧焊管管母比焊缝抗HIC的能力差,高位错密度的组织和高硬度是导致发生HIC开裂的主要原因.在72％最下规定屈服强度应力下进行SSCC实验,其中两个试样断裂失效,主要是由于断裂部位存在夹杂物或高的残余应力,以及粒状贝氏体（B粒）组织的存在引起硬度波动偏高而导致应力腐蚀断裂.电化学极化实验和交流阻抗测试也进一步证实了管母比焊缝更容易被腐蚀.     

FV520B钢在H_2S/CO_2环境下的应力腐蚀

采用慢应变速率应力腐蚀拉伸试验方法,开展了FV520B钢在模拟管道压缩机叶轮腐蚀介质环境中的高温、高压应力腐蚀开裂(SCC)研究,探讨了H2S浓度、CO2浓度、温度、压力等环境参数对FV520B钢应力腐蚀开裂的影响规律和作用机制.试验结果表明,H2S起主要腐蚀作用,应力腐蚀敏感指数随H2S浓度的增加而增大,而压力在一定范围内对应力腐蚀敏感指数影响不大.通过试样断口微观形貌观察分析,研究其应力腐蚀行为和机理,并计算不同环境参数下的应力腐蚀敏感指数,运用回归分析方法建立了FV520B钢在H2S/CO2环境中应力腐蚀敏感指数与介质浓度、温度、压力等环境参数之间的数学模型,表明H2S浓度、温度对应力腐蚀敏感指数的影响较为显著,同时,4种参数对应力腐蚀敏感指数产生交互作用.     

300M超高强度钢电化学性能及应力腐蚀开裂

采用动电位扫描技术和慢应变速率拉伸试验研究了超高强度钢300M在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为,并利用扫描电镜观察了不同外加电位下的断口形貌.300M钢在3.5%NaCl溶液中开路电位下的应力腐蚀开裂机制为阳极溶解型,Cl-的存在明显地增加了材料的应力腐蚀开裂敏感性.阳极电位-600 mV下300M钢溶解速率加快,表现出较高的应力腐蚀开裂敏感性,断面收缩率损失由开路电路下的52.6%升高至99.5%,裂纹起源于表面点蚀坑处,应力腐蚀开裂为阳极溶解型机制.阴极电位-800 mV下材料处于阴极保护电位范围,表现出较低的应力腐蚀开裂敏感性,强度和韧度与空气中拉伸的数值相近,开裂机制为阳极溶解和氢致开裂协同作用.在更低电位(低于-950 mV)下,300M钢的应力腐蚀开裂机制为氢致开裂,在氢和拉应力的共同作用下表现出很大的应力腐蚀开裂敏感性.     

管线钢焊缝的应力腐蚀破裂研究

观察国产ＷＸ５２及日本产Ｔ／Ｓ５２Ｋ管线钢在硝盐介质中应力腐蚀开裂（ＳＣＣ）现象，比较了母材与焊缝应力腐蚀敏感性差别，探讨了腐蚀介质温度的影响．试验表明：两种管线钢焊缝在未进行改善处理的情况下，焊缝比母材临界应力腐蚀开裂应力σｃｒ将近降了一半；温度越高，应力腐蚀敏感电位区间越宽．为了提高焊缝抗应力腐蚀能力，在ＷＸ５２管线钢埋弧焊焊缝中渗入微量Ｔｉ、Ｂ、稀土Ｙ等合金元素．结果表明：加入这些合金元素都能使得焊缝组织得到改善，减少晶界先共析铁素体，使应力腐蚀通道受到阻碍和限制，影响电化学效应，提高ＷＸ５２管线钢焊缝在硝盐介质中的应力腐蚀抗力     

NbC纳米析出相对低合金高强钢氢致开裂的影响研究

We investigated the effect of nanosized NbC precipitates on hydrogen-induced cracking (HIC) of high-strength low-alloy steel by conducting slow-strain-rate tensile tests (SSRT) and performing continuous hydrogen charging and fracture analysis. The results reveal that the HIC resistance of Nb-bearing steel is obviously superior to that of Nb-free steel, with the fractured Nb-bearing steel in the SSRT exhibiting a smaller ratio of elongation reduction (I_δ). However, as the hydrogen traps induced by NbC precipitates approach hydrogen saturation, the effect of the precipitates on the HIC resistance attenuate. We speculate that the highly dispersed nanosized NbC precipitates act as irreversible hydrogen traps that hinder the accumulation of hydrogen at potential crack nucleation sites. In addition, much like Nb-free steel, the Nb-bearing steel exhibits both H-solution strengthening and the resistance to HIC.     

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.     

15MnVR（金）钢焊接冷裂倾向的研究

用插销试验研究了１５ＭｎＶＲ（金）的焊接冷裂倾向．在焊接线能量一定的条件下，定量探讨了母材成分、扩散氢含量、预热温度、板厚以及焊缝强度对临界断裂应力的影响．试验结果表明：该种钢与１６Ｍｎ钢相比具有更好的焊接性，材料本身对氢并不十分敏感     

15MnVN与16MnR钢焊接接头在湿H_2S介质中应力腐蚀破裂敏感性的研究

文中阐述了应力腐蚀对焊接结构的危害性,采用改进型WOL试块和由北京工业大学推荐的柔度测试装置,用恒位移柔度法研究了不同合氢情况,不同轧制方向的焊接接头在湿H_2S介质中对应力腐蚀破裂的敏感性。研究结果表明,16MnR钢焊接接头较15 MnVN钢有较高的抗应力腐蚀破裂的能力。对同一种钢来说,无氢较合氢、垂直于轧制方向较平行于轧制方向的焊接接头有较高的抗应力腐蚀破裂的能力。     

外加电位对X80钢在满洲里土壤应力腐蚀的影响

针对埋地管道应力腐蚀开裂（SCC）问题,开展了X80管线钢（X80钢）在满洲里土壤模拟溶液中的SCC研究,以期对X80钢的SCC防护提供数据支撑。采用交流阻抗技术、动电位极化技术和慢应变速率拉伸实验研究了X80钢在不同外加电位下满洲里土壤模拟溶液中的SCC行为,并用扫描电镜观察了断口表面微观形貌。结果表明：自腐蚀电位下,X80钢裂纹萌生于点蚀坑处,SCC机制为阳极溶解（AD）;在外加电位为-850 mV和-930 mV时,X80钢的应力腐蚀受到抑制作用,SCC敏感性较低,-850 mV为最佳阴极保护电位。这两个电位下X80钢SCC机制为AD和氢致开裂（HIC）混合机制,其中-930 mV下SCC机制由HIC占主导地位;在外加电位为-1 000 mV和-1 200 mV时,X80钢表现出较高的SCC敏感性,SCC机制为氢和应力协同作用下的HIC。     

Hydrogen induced cracking of X80 pipeline steel

The hydrogen-induced cracking (HIC) behavior of X80 pipeline steel was studied by means of electrochemical charging, hydrogen permeation tests, tension test, and scanning electron microscopy (SEM). The experimental results indicate that the increase of charging time and charging current density or the decrease of the solution pH value leads to an increase of the hydrogen content in X80 steel, which plays a key role in the initiation and propagation of HIC. It is found that the majority of macro-inclusions within the as-used X80 steel do not constitute a direct threat to HIC except aluminum oxides, which directly or indirectly lead to HIC. The hydrogen trap density at room temperature is estimated to be pretty high, and this is an essential reason why the steel is sensitive to HIC. After hydrogen charging, the elongation loss rate and area reduction of X80 steel decline obviously, taking a noticeable sign of hydrogen-induced plasticity damages. It is demonstrated that the losses of these plastic parameters have a linear relation to the fracture size due to hydrogen.