X-70管線鋼的應(yīng)力腐蝕破裂特性.pdf

1、西氣東輸工程是將我國(guó)新疆的天然氣通過管道輸往上海等東部地區(qū)的輸氣工程,對(duì)我國(guó)西部開發(fā)和東部能源結(jié)構(gòu)調(diào)整有重要意義.由于該工程輸送的天然氣具有高壓易燃的特點(diǎn),并且管線鋪設(shè)路線長(zhǎng),跨越的地區(qū)多,沿途環(huán)境復(fù)雜多變,安全性極為重要.我國(guó)在高壓油氣長(zhǎng)輸管線建設(shè)方面起步較晚,相關(guān)的科學(xué)研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐缺乏.發(fā)達(dá)國(guó)家所積累的豐富經(jīng)驗(yàn)表明土壤應(yīng)力腐蝕破裂[Stress Corrosion Cracking(SCC)]是影響高壓輸氣管線長(zhǎng)期安全運(yùn)行的主要危

2、險(xiǎn)之一.管線鋼的土壤SCC可分為高pH SCC和近中性pH SCC兩大類,從目前國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)來看,有關(guān)管線鋼在近中性pH環(huán)境中的SCC行為的研究相對(duì)較少,特別是X-70管線鋼的研究結(jié)果在公開刊物上見到的不多,所以有關(guān)X-70鋼在近中性pH環(huán)境中的開裂特性以及開裂機(jī)理的研究還需要做大量的工作.由于SCC的影響因素很多,外加電位、CO2含量、溫度以及力學(xué)條件等都需進(jìn)一步研究.另外,由于管線服役過程中可能存在的土層運(yùn)動(dòng)引起的管線扭矩的影響也不容

3、忽視.本課題作為國(guó)家973項(xiàng)目"材料的環(huán)境行為與失效機(jī)理"(G19990650)的子課題,采用慢應(yīng)變速率試驗(yàn)(SSRT)、恒位移加載試驗(yàn)以及循環(huán)加載等多種方法進(jìn)行綜合分析研究.1. 有關(guān)環(huán)境因素對(duì)X-70管線鋼在模擬現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的近中性pH溶液(NS4溶液)中的SCC行為的影響的SSRT試驗(yàn)研究結(jié)果表明.2. 基于目前缺乏X-70管線鋼的斷裂韌度數(shù)據(jù),采用阻力曲線法測(cè)J<,IC>,進(jìn)而轉(zhuǎn)換為K<,IC>.通過估算,X-70管線鋼的斷裂韌度

4、大致為 .采用恒位移加載方法研究了裂紋的萌生以及預(yù)裂紋的擴(kuò)展.結(jié)果表明,在所研究的試驗(yàn)條件下,靜載荷不促進(jìn)裂紋的萌生和擴(kuò)展.恒位移加載條件下,X-70管線鋼的SCC閾值應(yīng)力強(qiáng)度因子K<,ISCC>大致在201.8 Mpa.m<'1/2>~237.8 Mpa.m<'1/2>,接近K<,IC>.3. 采用改進(jìn)的循環(huán)加載試驗(yàn)機(jī)對(duì)平面試樣進(jìn)行循環(huán)加載試驗(yàn),研究不同參數(shù)條件下不同試樣(不開缺口、雙邊V形缺口以及單邊線形缺口)在近中性pH溶液中的裂