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X80钢在鹰潭土壤环境中的应力腐蚀行为研究

作　者: 王成祥
导　师: 吴明
学　校: 辽宁石油化工大学
专　业: 油气储运工程
关键词: X80管线钢酸性土壤 SCC 腐蚀机理
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,随着我国对能源需求的急剧增加,油气管线建设得到蓬勃发展。到2004年,我国共建成油气管道45777km。据报道,未来10年内中国石油将投资2000亿元人民币,进行石油天然气管道运输网络建设,预计需要各类油气高级管线钢约1000万吨。国外X80钢已经进入实际应用阶段,已建和在建X80级管道达到2000km,X100和X120钢也均达到试用阶段。我国在西气东输工程冀宁支线上铺设了7.9Km的X80管线,标志着国产X80钢轧制和焊接技术已经达到实用阶段,现在正在建设的西二线天然气管道也是采用的X80管线钢。不难预见随着X80钢管线的国产化和能源输送体系的发展,X80级管线钢在我国能源管线中必将得到更加广泛的应用。因此,开展X80钢及其焊缝组织在我国典型土壤(如西部盐渍土和东部酸性土)环境中的应力腐蚀行为与机理研究,将是制定X80钢油气管线在我国大量和安全使用迫切需要解决的科学问题和必要保障。本文主要通过动电位扫描技术、电化学阻抗技术、循环伏安实验、慢应变速率拉伸实验、氢渗透实验研究了X80钢在酸性腐蚀介质中不同条件下的腐蚀过程,并根据实验结果分析了X80钢在酸性腐蚀介质中的腐蚀机理,研究了各种气体和腐蚀物对阴极或阳极反应的影响。电化学实验结果表明,X80管线钢及焊接接头在鹰潭土壤模拟溶液中的极化曲线都具有活性溶解特征,焊缝的耐蚀性大于母材。这可能是由于焊缝经过焊接热作用后,掺入了某些耐腐蚀的合金元素,使焊缝的耐蚀性增强。慢应力拉伸实验结果表明,X80钢母材及其焊缝组织在我国酸性土壤模拟溶液环境中都能够发生SCC,同等条件下焊缝比母材更容易发生SCC。预计本文能够为X80钢在酸性溶液中的应力腐蚀开裂机制提供深刻的见解,为X80钢在工程上的应用以及以后的科研工作提供可靠的理论依据和数据支持。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-24
  1.1 引言  11
  1.2 管线钢常见的腐蚀形式  11-18
    1.2.1 CO_2 腐蚀  11-13
    1.2.2 H_2S 腐蚀  13-14
    1.2.3 土壤腐蚀  14-18
  1.3 高钢级管线钢的优势及土壤腐蚀研究的必要性  18-20
  1.4 X80 钢土壤腐蚀国内外研究现状及存在的问题  20-22
  1.5 论文的研究内容、研究目标以及拟解决的关键问题  22-24
2 X80 钢在鹰潭土壤环境中的基本电化学特性  24-33
  2.1 引言  24
  2.2 实验方法  24-27
    2.2.1 X80 钢母材及其焊缝组织的成分分析  24
    2.2.2 X80 钢母材及其焊缝组织的金相分析  24-26
    2.2.3 实验试样的制备  26
    2.2.4 实验溶液  26
    2.2.5 电化学实验  26-27
  2.3 结果与讨论  27-31
    2.3.1 X80 钢在实验溶液中的自腐蚀电位  27-28
    2.3.2 X80 钢在实验溶液中的极化曲线  28-29
    2.3.3 X80 钢在实验溶液中的交流阻抗测量  29-31
  2.4 小结  31-33
3 X80 钢在鹰潭土壤环境中的循环伏安行为  33-44
  3.1 引言  33
  3.2 实验方法  33-34
    3.2.1 试样的制备  33
    3.2.2 土壤模拟溶液的制备  33-34
    3.2.3 X80 钢在实验溶液中的循环伏安曲线的测量  34
  3.3 实验结果  34-39
    3.3.1 扫描速度的影响  34-35
    3.3.2 阳极电位的影响  35-37
    3.3.3 溶液浓度的影响  37-38
    3.3.4 通入气体的影响  38-39
  3.4 分析与讨论  39-42
    3.4.1 X80 钢在鹰潭土壤模拟溶液中的阳极极化行为  39-40
    3.4.2 X80 钢在鹰潭土壤模拟溶液中的析氢反应  40-42
    3.4.3 通气条件对X80 钢的应力腐蚀开裂的影响  42
  3.5 小结  42-44
4 X80 钢在鹰潭土壤环境中的应力腐蚀行为  44-60
  4.1 引言  44-45
  4.2 慢拉伸实验  45-47
    4.2.1 试样的制备  45
    4.2.2 模拟溶液的制备  45
    4.2.3 实验装置  45-46
    4.2.4 实验内容  46-47
  4.3 氢渗透实验  47-49
    4.3.1 试样的制备  47
    4.3.2 实验溶液的制备  47-48
    4.3.3 氢渗透实验  48
    4.3.4 氢渗透参数计算  48-49
  4.4 实验结果  49-54
  4.5 分析与讨论  54-59
    4.5.1 X80 钢的延伸率  54-55
    4.5.2 X80 钢的断面收缩率  55-56
    4.5.3 X80 钢的韧性损失系数  56-58
    4.5.4 氢的作用  58-59
  4.6 小结  59-60
5 实验结论  60-62
符号说明  62-63
参考文献  63-67
致谢  67-68
攻读学位期间发表的学术论文  68

X80钢在鹰潭土壤环境中的应力腐蚀行为研究

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