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34CrMo4合金结构钢在湿硫化氢环境中的应力腐蚀试验研究

作　者: 厉从波
导　师: 蒋炎尧；张玮
学　校: 浙江工业大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 应力腐蚀 34CrMo4 硫化氢慢应变速率裂纹扩展拉伸载荷速率
分类号: TG172.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

问题,也是影响石油天然气工业设备可靠性及使用寿命的关键因素。本文针对车用压缩天然气(CNG)气瓶在湿H2S环境中可能出现的应力腐蚀开裂问题,并考虑到各地天然气质量的差异和气瓶的实际工况条件,通过慢应变速率拉伸试验,研究了常温时不同H2S浓度下34CrMo4的应力腐蚀开裂敏感性;对新型预裂纹拉伸扩展腐蚀试验机进行了组装和调试,为该设备的广泛应用做了前期准备工作;通过预裂纹拉伸扩展试验,研究了在平均载荷速率相同的情况下,不同加载途径对34CrMo4应力腐蚀裂纹扩展速率的影响。为在役气瓶的安全评估与寿命预测提供了依据,对安全生产具有一定的指导意义。主要结论有:(1)随着H2S浓度的增加,34CrMo4钢的应力腐蚀敏感性单调增加,并按对数函数y = 0.1831Ln(x)-0.403规律变化。(2)中高浓度(1000ppm,1500ppm和2000ppm)范围内,应力-应变曲线没有屈服平台,几乎线性上升,并在上升过程中突然断裂。(3)随着H2S浓度的增加,34CrMo4钢表面钝化膜被破坏,试样由韧性断裂逐渐转变为穿晶的解理或准解理脆性断裂。(4)在平均载荷速率相等的情况下,不同加载途径对34CrMo4裂纹扩展速率的影响并不明显,但均表现出了较为明显的应力腐蚀敏感性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-21
  1.1 湿H_2S 环境  10-11
  1.2 硫化物应力腐蚀定义  11-12
  1.3 研究背景  12-16
  1.4 国内外研究现状  16-19
    1.4.1 关于热处理工艺对气瓶应力腐蚀影响的研究  16-17
    1.4.2 关于H_2S 及其它环境介质对气瓶应力腐蚀影响的研究  17
    1.4.3 关于H_2S 介质对气瓶腐蚀疲劳影响的研究  17-18
    1.4.4 关于34CrMo4 材质气瓶的失效及应力腐蚀研究  18-19
  1.5 课题研究内容和方法  19-21
    1.5.1 研究内容  19
    1.5.2 研究方法  19-21
第2章慢应变速率拉伸试验研究  21-39
  2.1 慢应变速率试验法原理  21-22
  2.2 评价体系  22-23
  2.3 试验材料  23-24
  2.4 试样尺寸  24-25
  2.5 试验溶液  25-26
    2.5.1 选择依据  25
    2.5.2 溶液配制  25-26
  2.6 试验装置  26-27
  2.7 试验步骤  27-28
  2.8 试验结果与分析  28-38
    2.8.1 试验参数及曲线  28-32
    2.8.2 SCC 敏感性  32-34
    2.8.3 断口形貌分析  34-38
  2.9 本章小结  38-39
第3章新型预裂纹拉伸扩展腐蚀试验机的组装与调试  39-61
  3.1 前言  39-41
  3.2 设备硬件构成  41-47
  3.3 软件控制  47-60
    3.3.1 软件界面  47-50
    3.3.2 校准与检定  50-55
    3.3.3 试验步骤  55-60
  3.4 本章小结  60-61
第4章预裂纹拉伸扩展试验研究  61-75
  4.1 前言  61
  4.2 试样制备  61-63
  4.3 溶液配制  63
  4.4 试验过程  63-64
  4.5 试验结果与分析  64-74
    4.5.1 裂纹扩展速率da/dt  64-70
    4.5.2 断口形貌与能谱分析  70-74
  4.6 本章小结  74-75
第5章结论与展望  75-77
  5.1 结论  75
  5.2 展望  75-77
    5.2.1 SSRT 试验  76
    5.2.2 裂纹拉伸扩展试验  76-77
参考文献  77-82
致谢  82-83
攻读学位期间参加的科研项目和成果  83

34CrMo4合金结构钢在湿硫化氢环境中的应力腐蚀试验研究

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