X80管線鋼斷裂特性的研究.pdf

1、X80管線鋼是油氣采輸過程中經(jīng)常使用的管線鋼，在服役過程中，環(huán)境中的氫會不可避免地向管線鋼內(nèi)擴散，從而大大降低材料的斷裂韌性，造成管線斷裂、引發(fā)災(zāi)難性事故。斷裂韌性是材料抵抗失穩(wěn)擴展能力的量度，本文采用三點彎曲試驗，研究X80管線鋼斷裂韌性隨厚度及初始裂紋長度的變化規(guī)律，并分析了分層裂紋對材料厚度效應(yīng)的影響；并通過三點彎曲、拉伸及慢拉伸試驗，研究了X80管線鋼經(jīng)不同電流密度充氫后，材料斷裂韌性隨氫含量變化規(guī)律。X80管線鋼斷裂韌性尺寸效

2、應(yīng)的研究結(jié)果表明：材料的斷裂韌性隨初始裂紋長度的增加而減?。环謱恿鸭y削弱了材料的厚度效應(yīng)，使得材料的斷裂韌性隨厚度的增加略有增加；X80管線鋼電化學(xué)充氫后彎曲、拉伸及慢拉伸試驗結(jié)果表明：X80管線鋼在0.5mol/LH2SO4溶液中充氫時，材料中可擴散氫含量隨電流密度的增大而增加。且滿足函數(shù)關(guān)系式：C0=0.039+0.204i1/2；在靜態(tài)充氫條件下，拉伸(SENT)與彎曲(SENB)兩種試樣的斷裂韌性值隨充氫電流密度變化規(guī)律相同，即

3、當(dāng)充氫電流密度小于12.5mA/cm2時，材料的斷裂韌性隨電流密度的增加而增加，當(dāng)電流密度大于該值時，隨電流密度增加，材料的斷裂韌性呈下降趨勢，此時材料中對應(yīng)的氫含量為0.664×10-6；相同充氫電流密度下，SENT試樣的斷裂韌性均高于SENB試樣的斷裂韌性。在慢拉伸動態(tài)充氫條件下，隨電流密度的增加，材料的斷裂韌性顯著降低，并滿足一定的函數(shù)關(guān)系：Kc(H)=129.5-8.2i1/2；δm(H)=0.28-0.02i1/2。斷口分析表