尹成先[1]2003年在《X70管线钢氢致开裂及应力腐蚀行为研究》文中提出西气东输工程是国家西部大开发重中之重项目，输气管线的安全引起高度重视，含硫天然气对管线钢的腐蚀问题是关键难题之一。本文在全面回顾国内外油气输送管线氢致开裂(HIC)和应力腐蚀开裂(SCC)研究现状的基础上，选择西气东输工程中采用的X70管线钢为研究对象，主要研究了其在H_2S溶液中HIC和SCC的行为。用氢致开裂实验研究了不同化学组成、组织结构和受力状态对高强度输送管抗HIC性能的影响，分析了影响高强度管线钢氢致裂纹产生的主要原因；通过叁点弯曲实验研究了在H_2S环境中裂纹形成和扩展的过程动力学，研究了SCC抗力与组织、形变关系，对不同厂家的X70管线钢进行了对比研究，探讨了X70管线钢在H_2S溶液中抗HIC、SCC措施，提出了H_2S环境中高强度管线钢选材依据。本研究对揭示高强度管线钢HIC和SCC的规律，对提高含硫天然气输送管线的安全性具有重要意义。
李闯[2]2013年在《耐酸性腐蚀X70管线钢的开发》文中指出近年来随着石油和天然气管道的发展,国内外因H2S腐蚀引起的管道破坏事例很多,但国内对这方面研究还很少,因此迫切需要开发抗H2S耐腐蚀管线钢。本文针对抗H2S耐腐蚀管线钢X70开展工艺、组织和性能研究,开发的实验钢不仅具有优良的力学性能,而且具有良好的抗H2S腐蚀性能。主要工作和研究结果如下：(1)利用膨胀法和金相法建立X70耐蚀管线钢变形和未变形过冷奥氏体连续冷却相转变曲线,研究了奥氏体相变行为。结果表明：未变形奥氏体连续冷却条件下,当冷速大于5℃/s时,得到的室温组织为针状铁素体+少量粒状贝氏体组织,在冷速为25℃/s以上时组织仍为针状铁素体+粒状贝氏体,板条间距减少,同时组织更加细小均匀。变形奥氏体连续冷却条件下,当冷却速度达到10℃/s以上,获得的显微组织为针状铁素体+粒状贝氏体,随着冷却速度的进一步加大,针状铁素体越来越细化,并且百分含量增加。(2)通过实验室热轧及力学性能、组织性能检测确定了热轧最佳工艺参数：加热温度1200℃,两阶段轧制,终轧温度800℃-820℃,终冷温度500℃-550℃,冷却速率20℃～25℃/s,可获得良好的综合力学性能X70耐蚀管线钢。显微组织主要为针状铁素体和粒状贝氏体。(3)根据NACE Standard TM0284-2003以及NACE Standard TM0177-2005标准对实验钢进行了腐蚀实验研究,并对氢致开裂的机理进行了分析。结果表明：氢致开裂首先在试样表面出现氢鼓泡,氢鼓泡产生的裂纹逐渐由试样表面向内延伸,裂纹沿着晶界逐渐向试样内部扩散、连接,最后形成台阶状氢致裂纹。裂纹尖端存在形状不同的Al的氧化物及MnS夹杂物。(4)对实验钢检测抗HIC性能,结果表明实验钢均满足抗HIC要求,并对组织类型和夹杂物等影响因素进行了研究,提出了改善抗HIC性能控制方向。结果表明：晶粒细小、密集,组织均匀的针状体素体有高密度的位错和钉扎位错的析出物,能阻碍裂纹扩展,有很好的抗HIC性能,而铁素体和珠光体组织较差。减少S含量,控制夹杂物形态,有利于提高X70抗HIC性能。(5)对实验钢进行了电化学腐蚀试验,结果表明：溶液分别为O.lmol/L H2SO4和O.lmol/L Na2SO4时,具有铁素体和珠光体组织的4#试样自腐蚀电流最大,耐腐蚀性最差,具有均匀细小针状铁素体和粒状贝氏体组织的5#试样自腐蚀电流最小,耐腐蚀性最好,与抗HIC腐蚀结果基本相符；相同试样腐蚀环境为酸性腐蚀时,管线钢耐腐蚀性明显下降。(6)研发便捷式精准弹簧应力腐蚀机,改善了传统弹簧应力腐蚀试样受力不准,设备成本高等缺点,同时对X70管线钢进行H2S应力腐蚀试验,实验结果表明：应力腐蚀机能够进行完成应力腐蚀试验,但同时仍有需要改进的地方。
赵小宇[3]2018年在《MS X70管线钢焊接接头在硫化氢环境下腐蚀失效行为研究》文中进行了进一步梳理氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)是管线钢在H_2S酸性环境下失效的两种主要形式。本论文依据NACE TM 0284和NACE TM 0177标准分别对MS X70管线钢母材及其焊接接头氢致开裂和硫化物应力腐蚀开裂敏感性进行了评估及对比研究;探讨了显微组织氢捕获效率和晶界结构与材料HIC敏感性的内在关联;确定了MS X70管线钢及其焊接接头发生SSCC的门槛应力值,通过阴极极化进一步定量分析了SSCC失效机理。主要研究进展如下:(1)MS X70管线钢焊接接头比母材具有更高的HIC敏感性,且焊接接头更高的HIC敏感性主要与其焊缝条状贝氏体组织和小角度晶界提高了其氢捕获效率有关;(2)MS X70管线钢母材及其焊接接头发生硫化物应力腐蚀的门槛应力值分别为362.12MPa(80.47%YS)和338.42MPa(66.36%YS),较高的腐蚀速率和氢捕获效率是焊接接头具有较低的门槛应力值的主要原因;(3)MS X70管线钢硫化物应力腐蚀开裂失效机理主要以氢脆为主,氢脆对材料塑性损失的影响比例占88%,而金属阳极腐蚀溶解影响较小,仅占12%。这些研究进展一方面为管线钢及其焊接接头在H_2S环境下防腐措施的制定提供了理论依据和数据支持,另一方面也为管线钢的焊接工艺改进提供了实践借鉴。
参考文献：
[1]. X70管线钢氢致开裂及应力腐蚀行为研究[D]. 尹成先. 西安建筑科技大学. 2003
[2]. 耐酸性腐蚀X70管线钢的开发[D]. 李闯. 东北大学. 2013
[3]. MS X70管线钢焊接接头在硫化氢环境下腐蚀失效行为研究[D]. 赵小宇. 武汉科技大学. 2018
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