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L450钢硫化氢应力腐蚀开裂的电化学噪声特性研究

作　者: 任建勋
导　师: 袁宗明
学　校: 西南石油大学
专　业: 油气储运工程
关键词: 硫化物应力腐蚀开裂 电化学噪声 腐蚀机理 噪声数据处理
分类号: TE988
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


油、气田集输管网的安全可靠运行事关生产大计,故针对油气田气质条件,研究集输管材在工况条件下的腐蚀行为,对管材的适应性做出相关评价,这对油气田的防腐工作和对油气田、油气区块集输系统改、扩建管网的选材来说具有非常重要的意义。本文针对国内某气田采出气的气质条件,研究了L450钢抗sscc的敏感性,并对L450钢在模拟工况条件下的腐蚀行为进行了相关的研究。本文的主要研究内容和结论有：1)评价了L450钢在饱和硫化氢水溶液中的抗SSCC性能。实验结果表明L450钢焊缝区具备较高的sscc敏感性,不同取样方式下的母材试样的sscc敏感性差异不大2)对L450钢在饱和硫化氢水溶液中的sscc机理进行了研究。采用SEM、EDS等技术研究了焊缝试样、轴向截取试样、环向截取试样在湿硫化氢环境下的SSCC机理,研究结果表明,L450钢在该环境下的开裂机理属于阳极溶解型和氢致开裂型两种机理的混合机理。3)对L450钢在饱和硫化氢水溶液中的sscc的电化学行为进行了研究。采用了交流阻抗谱技术和电化学噪声技术并结合SEM、EDS技术对L450钢环向截取试样在饱和硫化氢环境下的应力腐蚀开裂行为进行了研究,研究结果表明,交流阻抗谱技术不能达到明确区分不同SSCC阶段的目的,仅仅是表征了溶液/试样的界面阻抗变化,而电化学噪声技术却可达到这一目的,并总结了不同sscc阶段的电化学噪声特性。4)对L450在模拟工况条件下的sscc机理进行了研究。利用SEM、EDS技术对L450钢环向截取试样在工况条件下的腐蚀机理进行了研究,研究结果表明,L450钢试样在工况条件下主要以均匀腐蚀为主,点蚀等局部腐蚀较为轻微,且点蚀的发生是以腐蚀产物钝化膜的破裂-修复-破裂过程为前提的。5)对L450钢在模拟工况条件下的SSCC的电化学行为进行了研究。结合电化学噪声技术和SEM、EDS技术研究了电化学噪声在线监测SSCC的适用性,研究结果表明,电化学噪声技术可以用于在线对局部腐蚀的监测。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪论  7-24
  1.1 引言  7-8
  1.2 应力腐蚀概述  8-16
    1.2.1 应力腐蚀开裂的概念及特征  8-10
    1.2.2 应力腐蚀开裂机理  10-12
    1.2.3 管道硫化氢应力腐蚀开裂  12-15
    1.2.4 应力腐蚀开裂机理研究方法  15-16
  1.3 电化学噪声概述  16-22
    1.3.1 电化学噪声的发展  16-17
    1.3.2 电化学噪声产生机制及分类  17
    1.3.3 电化学噪声测试方法  17-18
    1.3.4 应力腐蚀开裂与电化学噪声  18-22
  1.4 研究目的及思路  22-24
    1.4.1 研究目的及意义  22
    1.4.2 研究思路  22-24
第2章 实验体系与测试方法  24-29
  2.1 实验体系  24-27
    2.1.1 试样  24-25
    2.1.2 介质  25
    2.1.3 应力  25-26
    2.1.4 实验仪器  26-27
  2.2 测试方法  27-29
    2.2.1 浸泡实验  27
    2.2.2 电化学测试  27-28
    2.2.3 电极表面观测  28-29
第3章 L450钢在饱和H_2S环境下的SSCC行为  29-39
  3.1 L450钢的抗硫化氢应力腐蚀的性能研究  29-34
    3.1.1 目的及遵循的规范  29
    3.1.2 实验主要步骤  29-30
    3.1.3 实验结果与分析  30-34
  3.2 L450钢的硫化氢应力腐蚀开裂机理研究  34-38
    3.2.1 裂纹微观形貌及能谱分析  34-37
    3.2.2 开裂机理分析  37-38
  3.3 小结  38-39
第4章 电化学噪声数据解析方法  39-45
  4.1 频域分析  39-40
  4.2 时域分析  40-42
  4.3 小波分析  42-43
  4.4 分形分析  43
  4.5 噪声直流漂移成分消除  43-45
第5章 L450钢在饱和H_2S环境下的SSCC电化学特征研究  45-65
  5.1 前言  45-46
  5.2 噪声漂移趋势消除  46-51
    5.2.1 多项式拟合消除漂移的原理  46
    5.2.2 多项式最高次幂对漂移消除的影响  46-49
    5.2.3 分段多项式法对漂移的消除  49-51
  5.3 结果与讨论  51-64
    5.3.1 交流阻抗测量  51-52
    5.3.2 电化学噪声测试  52-64
  5.4 小结  64-65
第6章 L450钢在模拟工况条件下的应力腐蚀开裂研究  65-76
  6.1 气田腐蚀环境简介  65
  6.2 实验部分  65-67
  6.3 结果分析与讨论  67-74
    6.3.1 试样微观形貌及腐蚀产物能谱分析  67-69
    6.3.2 电化学噪声监测数据  69-74
  6.4 小结  74-76
第7章 结论与建议  76-78
  7.1 主要结论  76-77
  7.2 建议  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-84
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果  84

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油机械设备与自动化 > 机械设备的腐蚀与防护 > 油气储运设备的腐蚀与防护
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