USRP處理高強管線鋼應(yīng)力腐蝕行為研究.pdf

1、應(yīng)力腐蝕是石油化工設(shè)備、石油天然氣管道腐蝕破壞的重要形式,是一種危害性極大的脆性斷裂破壞,往往是在沒有明顯預兆的情況下,突然發(fā)生管道的災難性破壞,其后果極其嚴重,給工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟造成巨大的損失。
　　 本文選用X80管線鋼及焊接接頭,采用超聲表面滾壓加工(USRP)處理方法對其進行表面加工,利用金相顯微鏡、微觀硬度測試、透射電鏡等試驗方法對USRP處理后的試樣表面進行表征,并分析試樣表面的微觀結(jié)構(gòu)和組織性能:通過電化學測試、慢應(yīng)

2、變速率拉伸試驗(SSRT)、掃描電鏡等試驗方法,研究模擬土壤溶液介質(zhì)中USRP處理對X80管線鋼及焊接接頭應(yīng)力腐蝕行為的影響規(guī)律。結(jié)果表明:
　　 (1)超聲表面滾壓加工處理能改善管線鋼表層性能。經(jīng)過USRP處理之后,X80管線鋼及焊接接頭表層晶粒細化,表層晶粒尺寸達到了200nm左右,在材料表面形成了塑性流變層,表面粗糙度顯著降低,而且處理后母材與焊縫表層的硬度相對于基體組織的硬度提高了近一倍,并且沿厚度方向呈現(xiàn)梯度分布。

3、r>　　 (2)超聲表面滾壓加工處理能夠改善材料的耐電化學腐蝕性能。通過動電位極化曲線的測試,USRP處理后母材及焊縫的自腐蝕電位均有所提高,自腐蝕電流密度均明顯降低,耐腐蝕性能得到明顯改善。
　　 (3)X80管線鋼及焊接接頭在高pH值溶液中的應(yīng)力腐蝕機理主要是陽極溶解與膜破裂機制,斷裂形式為沿晶斷裂;而在近中性溶液中的應(yīng)力腐蝕機理為陽極溶解與氫致開裂機制混合,斷裂形式為穿晶斷裂。
　　 (4)超聲表面滾壓加工處理能

4、夠顯著改善材料的耐應(yīng)力腐蝕性能。經(jīng)過USRP處理之后,表面會形成一定厚度的塑性流變層,晶界的體積分數(shù)增高。在高pH值溶液中,使Ni、Cr、Mo等元素的分布更加均勻,有利于表面鈍化膜的形成,并且形成的鈍化膜更加致密;在近中性溶液中,在裂紋起裂和擴展階段會受到更大的阻力,需要消耗更大的能量,表面強化層可以阻止氫向金屬內(nèi)部擴展,表面殘余壓應(yīng)力的存在會降低裂紋擴展的驅(qū)動力。通過SSRT試驗結(jié)果表明,經(jīng)USRP處理之后,試樣的應(yīng)變量、抗應(yīng)力腐蝕斷