收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

管线钢的应力腐蚀行为与检测技术基础研究

池琳  
【摘要】:本论文主要研究了X70钢在Na2CO3/NaHCO3溶液和模拟地下水溶液这两类介质中的应力腐蚀破裂行为(SCC),并探讨了金属磁记忆检测技术应用在埋地管线钢SCC监检测的可能性。应用动电位扫描技术,通过研究X70管线钢在敏感性介质中的阳极极化行为,判断X70钢发生应力腐蚀破裂的可能性,并预测该钢种在特定介质中的SCC敏感电位区间;应用动电位扫描、循环伏安技术和电化学交流阻抗技术等电化学测试方法结合多种表面分析手段,研究X70钢表面膜的成分、结构和特性;应用慢应变拉伸实验,研究X70钢在两类实验介质中的应力腐蚀敏感性,并结合断口分析,研究X70钢在两种介质中的腐蚀机理;采用浸泡实验,对比U型弯曲试件和未弯曲试件的自腐蚀电位大小,考察应力因素对SCC诱发及发展的作用;利用金属磁记忆检测手段对已存在残余应力的试件进行检测,根据给出的评价标准对试件表面的应力变形状态进行了评价分析,并通过浸泡实验来验证给出的应力集中部位的腐蚀敏感性,探讨磁记忆检测应用在管线钢SCC监检测的可能性。 X70钢电化学行为与应力腐蚀相关性研究的结果表明:X70钢在Na2CO3/NaHCO3溶液中,表面生成钝化膜,在特定的电位和应力条件下,会发生阳极溶解型应力腐蚀破裂。利用Parkins边界条件和应力腐蚀破裂参数Pi可以分别预测这类溶液中应力腐蚀敏感性电位区间,综合两种预测结果得到应力腐蚀破裂敏感电位区间为:-640mV~-570mV。在模拟地下水介质中,表面只发生阳极金属的溶解反应,不生成钝化膜,当有应力存在时,可能发生氢致开裂。两种模拟地下水介质腐蚀敏感性存在差异,NS4溶液的腐蚀敏感性较强;同时证明 CO2 WP=4 可以增加模拟地下水介质的应力腐蚀敏感性。 X70钢的表面膜性能和应力腐蚀破裂相关性研究的结果表明:在无外加载荷的情况下,X70钢在Na2CO3/NaHCO3溶液中的阳极极化行为与HCO3-浓度关系密切。当HCO3-浓度低于0.5mol/L,表面从内至外依次形成预钝化膜和钝化膜。预钝化膜具有双层结构,内层物质主要为水合Fe(OH)2,外层物质主要为FeCO3。预钝化膜不能稳定存在,表面产生的微裂纹可能成为引发SCC的裂纹源。钝化膜的成分主要是Fe的氧化物,即Fe3O4和Fe2O3。随着HCO3-浓度的增加,钝化膜耐蚀性增强,起到很好的保护作用。 X70钢应力腐蚀敏感性研究的结果表明:外加一定的载荷,Na2CO3/NaHCO3溶液成为应力腐蚀敏感性介质,改变HCO3-的浓度,对腐蚀敏感性没有明显的影响。试样在此类溶液中断口形貌表现出沿晶断裂的特征;模拟地下水溶液(NS4和NOVA)均为应力腐蚀敏感性介质,同样条件下,X70钢在NS4溶液的应力腐蚀敏感性较强。试样在这类溶液中断口形貌均表现出穿晶断裂的特征。试样在介质中的应力腐蚀敏感性随着预加载荷的增大而增加,应力因素在SCC发生发展中起到重要作用。 浸泡实验及磁记忆检测初步研究的结果表明:在两种介质条件下,自腐蚀电位随时间表现出大致相同的规律:迅速正移→负移→趋于稳定。U型弯曲试件的自腐蚀电位均低于未弯曲试件,且在弯曲部位首先出现蚀点。利用磁记忆检测,并由应力评价系数 确定了不同角度的弯曲试件的应力集中部位,通过浸泡实验证实,这些应力集中部位的SCC敏感性较强,从而,为金属磁记忆检测应用在管线钢SCC监检测领域提供了依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 祁玉红;俞树荣;李治国;;板式换热器的应力腐蚀及防护[J];石油化工腐蚀与防护;2007年03期
2 ;关于1000吨/日瓶式氨合成塔试压用水氯根含量是否必须低于2ppm 问题的分析[J];流体机械;1975年09期
3 郑贤斌;陈国明;陈轲;;埋地管线钢在高pH值环境的膜致应力试验研究[J];压力容器;2005年12期
4 ;第八届国际金属腐蚀会议论文题录(一)[J];材料保护;1982年01期
5 祁玉红;俞树荣;李治国;;焊接板式换热器的应力腐蚀及防护[J];石油化工设备;2007年02期
6 张明锋;陈学东;高增梁;;碳钢和低合金钢在碳酸盐溶液中的应力腐蚀研究进展[J];压力容器;2007年12期
7 陈赤龙,杨武;γ射线辐照对316不锈钢在高温水中应力腐蚀破裂的影响[J];腐蚀科学与防护技术;1997年01期
8 杨武;;控制腐蚀为社会服务——出席第十七届国际腐蚀大会侧记[J];表面工程资讯;2008年06期
9 吴红英;;液化石油气储罐应力腐蚀的分析与预防[J];河南科技;2011年13期
10 金敏;;《应力腐蚀研究》即将出版[J];南京工业大学学报(自然科学版);1985年01期
11 梁成浩;奥氏体不锈钢的应力腐蚀破裂[J];石油化工设备;1986年03期
12 左景伊,金志强,孙汝宏,徐玉宝,冯兴奎;在蚀孔、缝隙或应力腐蚀裂缝中的闭塞电池腐蚀的加速效应和临界pH值[J];北京化工大学学报(自然科学版);1987年03期
13 金志强;刘幼平;左景伊;;黄铜在铜氨液中应力腐蚀破裂的临界电位及缝内状态的研究[J];中国腐蚀与防护学报;1992年03期
14 程光耀;曹海涛;;压力容器的应力腐蚀破裂及其安全性分析[J];兵工安全技术;1996年03期
15 李红梅,蔡珣,吕战鹏,杨武;304不锈钢在含硼和锂的高温水中的应力腐蚀破裂和表层氧化膜分析[J];材料工程;2004年04期
16 黄志荣,马刘宝,王宝功;氯离子对316L不锈钢在连多硫酸中应力腐蚀的影响[J];腐蚀与防护;2005年04期
17 刘春红;许好好;;反渗透前不锈钢换热器失效的原因及其防护[J];腐蚀与防护;2006年04期
18 郇蓬;郭勇;肖淑范;;化工装置常见的金属应力腐蚀破裂与防护[J];河北化工;2007年06期
19 饶秋华,张淳源,贺跃辉;应力腐蚀裂纹扩展的研究[J];湘潭大学自然科学学报;1991年04期
20 郭浩,李光福,蔡珣,杨武;X70管线钢在不同温度近中性pH溶液中的应力腐蚀破裂行为[J];金属学报;2004年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王庭■;;电解中钛合金的钝化膜及点蚀[A];第五届全国电加工学术年会论文集(电解加工篇)[C];1986年
2 单凯军;徐四清;姚小明;余文莉;;热镀锌钢板表面铬的分光光度计法测试及研究[A];第二届薄钢板质量研讨会论文集[C];2002年
3 刘玉;杜荣归;林昌健;;模拟混凝土孔隙液中钢筋钝化膜半导体特性的研究[A];2006年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议论文集[C];2006年
4 王德英;周建辉;张恒华;徐有容;;钼含量与环境因素对超纯铁素体不锈钢抗点蚀影响研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
5 王爱荣;郝海玲;;常用镀锌层钝化工艺概述[A];天津市电镀工程学会第十届学术年会论文集[C];2006年
6 刘国琴;李金花;李龙海;张益平;周保学;;三价铬彩色钝化层六价铬形成机制及其影响因素[A];2007年上海市电子电镀学术年会论文集[C];2007年
7 吝章国;闫磊;张义春;田维政;徐斌;杜艳玲;孙海燕;蒋建朋;武海红;;提高热镀锌钢板钝化膜耐腐蚀性能研究[A];2009年河北省轧钢技术与学术年会论文集(上)[C];2009年
8 刘玉文;李小龙;顾琪萍;马骏涛;张翠芬;黄玉东;;锂金属电极与聚合物电解质界面性质研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
9 叶威;李瑛;王福会;;纳米化对309不锈钢电化学腐蚀行为影响的研究[A];2006年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议论文集[C];2006年
10 马孝娟;高万夫;陈长风;;渗铬35CrMo钢耐CO_2腐蚀性能研究[A];2007年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梁志芳;焊接裂纹的金属磁记忆特征研究[D];天津大学;2004年
2 邸新杰;焊接裂纹的金属磁记忆信号定量化特征研究[D];天津大学;2007年
3 程琥;锂二次电池聚合物电解质的制备、表征及其相关界面性质研究[D];厦门大学;2007年
4 毋玲;环境腐蚀及其应力耦合的损伤力学方法与结构性能预测研究[D];西北工业大学;2006年
5 李智军;三维复杂力学条件下核电关键构件环境致裂预测方法研究[D];西安科技大学;2012年
6 石常亮;面向再制造铁磁性构件损伤程度的磁记忆/超声综合无损评估[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 王剑莉;表面改性铁基合金的电化学性能研究[D];大连海事大学;2007年
8 张耀;以多元合金化改进球磨Mg基贮氢电极合金循环稳定性的研究[D];浙江大学;2002年
9 郑环宇;(Zn-Ni)-Al_2O_3纳米复合镀层的制备及耐蚀性能研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 何捍卫;铜化学-机械抛光电化学机理与抛光速率的研究[D];中南大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 池琳;管线钢的应力腐蚀行为与检测技术基础研究[D];北京化工大学;2004年
2 高广兴;特种设备金属磁记忆检测方法研究及应用[D];河北大学;2010年
3 刘磊;金属磁记忆技术在无缝钢轨应力测试中的应用研究[D];北京化工大学;2010年
4 周成森;基于梯度法的金属磁记忆检测仪[D];南京航空航天大学;2012年
5 黄锐;S31803双相不锈钢中σ析出相及其对性能的影响研究[D];西安建筑科技大学;2009年
6 王宏;镀锌墨绿色钝化工艺的研究[D];山东大学;2009年
7 吴志强;锆基大块非晶合金耐腐蚀性研究[D];合肥工业大学;2009年
8 张杰东;基于金属磁记忆法的注汽锅炉内管缺陷检测研究[D];北京化工大学;2011年
9 罗声彩;金属磁记忆二维定量检测试验研究[D];南昌航空大学;2011年
10 周笛;金属磁记忆检测仪研究[D];大连理工大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;不锈钢表面处理[N];现代物流报;2005年
2 ;镀锌层彩色钝化常见问题及对策[N];世界金属导报;2008年
3 ;不锈钢的表面处理[N];现代物流报;2006年
4 ;不锈钢生产工艺技术[N];现代物流报;2007年
5 ;“吸铁石”怎能辩别不锈钢的真伪[N];世界金属导报;2005年
6 刘魁;不锈钢为什么生锈 ?[N];中华建筑报;2005年
7 ;不锈钢的表面处理[N];物资信息报;2005年
8 河北省辛集市房管局 张宝河;受腐蚀钢筋混凝土结构性能的研究[N];今日信息报;2008年
9 于丹;开发家电用环保型热镀锌钢板[N];世界金属导报;2009年
10 陶少清;汽车排气管用耐热铁素体不锈钢的开发[N];世界金属导报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978