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X80钢在库尔勒土壤环境中的应力腐蚀行为研究

作　者: 肖军
导　师: 吴明
学　校: 辽宁石油化工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: X80管线钢二氧化碳焊接接头模拟溶液应力腐蚀开裂
分类号: TG172
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年来,随着我国经济发展对能源需求的不断增加,我国油气管线建设得到蓬勃发展。远距离、大口径、高压力是管线建设的新趋势,则输送管道的安全性具有重要意义。土壤环境中的应力腐蚀开裂（SCC）是危及油输送管线安全的重要因素之一。因此,对X80管线钢在库尔勒土壤环境中的应力腐蚀行为进行研究非常必要。本文采用动电位扫描和交流阻抗技术,研究了X80管线钢及焊接接头在库尔勒土壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为,并研究了不同CO₂分压对电化学腐蚀行为的影响。结果表明,X80管线钢及其焊接接头在库尔勒土壤模拟溶液中的极化曲线具有典型的活性溶解特征。随着CO₂分压的减小,极化曲线的极化阻抗增大（Rp）,腐蚀电流密度减小（icorr）,腐蚀速率减小。采用慢应变速率拉伸试验（SSRT）和扫描电镜观察研究了X80管线钢及焊接接头在库尔勒土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为,分析探讨了不同CO₂分压对SCC的影响。试验结果表明,在库尔勒土壤模拟溶液中,试样断口形貌在阴极电位条件下呈准解理断裂,在自腐蚀电位和阳极电位条件下,试样断口主要是韧性断裂。随着外加电位的负移,断裂时间、断面收缩率、延伸率都明显减小,X80管线钢及焊接接头的SCC敏感性增加。阴极极化条件下,X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的SCC的开裂机制为氢致破裂（HIC）。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。随着CO₂分压的增大,X80管线钢及焊接接头的SCC敏感性显著增强。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-20
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 库尔勒土壤及特点  10
  1.3 管线钢应力腐蚀开裂  10-18
    1.3.1 土壤应力腐蚀开裂概述  10-12
    1.3.2 应力腐蚀开裂机理  12-13
    1.3.3 管线钢应力腐蚀开裂机理  13-14
    1.3.4 管线钢SCC 的影响因素  14-16
    1.3.5 应力腐蚀开裂的研究方法  16-18
  1.4 本文的研究目的及内容  18-20
2 X80 管线钢及焊接接头的电化学行为研究  20-33
  2.1 前言  20-21
  2.2 试验材料及方法  21-23
    2.2.1 试验材料  21-22
    2.2.2 试样制备  22
    2.2.3 试验介质  22-23
    2.2.3 试验设备  23
    2.2.4 试验过程  23
  2.3 电化学试验结果及分析  23-32
    2.3.1 X80 管线钢在模拟溶液中的电化学行为  23-26
    2.3.2 不同C0_2 分压对X80 管线钢电化学行为的影响  26-30
    2.3.3 硬度测试结果与分析  30
    2.3.4 X80 管线钢电化学行为分析  30-32
  2.4 小结  32-33
3 外加电位对X80 钢在库尔勒土壤模拟溶液中SCC 的影响  33-48
  3.1 前言  33-34
  3.2 试验方法及过程  34-37
  3.3 SSRT 试验结果与分析  37-47
    3.3.1 X80 管线钢母材SSRT 试验结果  37-40
    3.3.2 X80 管线钢焊接接头SSRT 试验结果  40-45
    3.3.3 分析与讨论  45-47
  3.4 小结  47-48
4 C0_2含量对X80 钢在库尔勒土壤模拟溶液中SCC 的影响  48-58
  4.1 前言  48
  4.2 试验方法  48-49
  4.3 试验结果及分析  49-56
    4.3.1 不同C0_2 分压下X80 钢母材SSRT 试验结果  49-52
    4.3.2 不同C0_2 分压下X80 钢焊接接头SSRT 试验结果  52-55
    4.3.3 分析与讨论  55-56
  4.4 小结  56-58
5 结论  58-60
符号说明  60-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
攻读学位期间发表的学术论文目录  66

X80钢在库尔勒土壤环境中的应力腐蚀行为研究

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