【摘要】：本文采用電化學(xué)試驗(yàn)、慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)、腐蝕疲勞試驗(yàn)等試驗(yàn)方法,以高強(qiáng)度的X90管線鋼為為研究對(duì)象,對(duì)剝離涂層下X90管線鋼在近中性pH值溶液中(烏魯木齊地區(qū)土壤模擬溶液)的應(yīng)力腐蝕開裂機(jī)理進(jìn)行分析和研究。文章通過試驗(yàn)對(duì)剝離涂層下X90管線鋼在近中性pH值溶液中的電化學(xué)行為、試樣在溶液中的應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)的敏感性以及試樣在試驗(yàn)條件下的裂紋擴(kuò)展行為進(jìn)行了分析,討論了試驗(yàn)條件下應(yīng)力腐蝕開裂機(jī)理,同時(shí)也對(duì)分析了裂紋的擴(kuò)展速率,結(jié)論如下:剝離涂層下X90管線鋼在近中性pH值溶液中的電化學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明:在不同位置處的自腐蝕電位分別為-718.6mV、-733.8mV、-722.4mV、-686.3mV、-763.7mV,測(cè)得的極化曲線都具有典型的活性溶解的特征,沒有發(fā)現(xiàn)活化-鈍化的現(xiàn)象;試樣在剝離區(qū)腐蝕電流密度Icorr隨試樣與破損口距離的增加先減小后又增大。漏點(diǎn)處即d=5cm處和距離漏點(diǎn)位置最遠(yuǎn)處即d=20cm處腐蝕速率較快,在中部位置d=10cm和d=15cm處腐蝕速率較慢。慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明:不同滯留液中有一定的應(yīng)力腐蝕敏感性,且在近漏點(diǎn)處和剝離區(qū)底部應(yīng)力腐蝕敏感性較大,剝離區(qū)中部的應(yīng)力腐蝕敏感性較小。剝離涂層下X90管線鋼在近中性pH值滯留液環(huán)境中的拉伸斷裂屬于穿晶型應(yīng)力腐蝕開裂;不同的外加電位條件下有明顯的應(yīng)力腐蝕敏感性,隨著外加電位的負(fù)移,X90管線鋼的SCC敏感性系數(shù)表現(xiàn)出先減小再增大的趨勢(shì),具有明顯氫脆機(jī)制的SCC特征,在電位為Eocp條件下,SCC機(jī)制為陽極溶解機(jī)制;電位為-850mV時(shí),SCC機(jī)制為陽極溶解+氫脆機(jī)制的兩種機(jī)制共同作用的混合機(jī)制;當(dāng)電位低于-850mV,SCC機(jī)制為氫脆機(jī)制。而腐蝕疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明:剝離涂層下X90管線鋼應(yīng)力腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展在近中性pH值溶液環(huán)境(烏魯木齊地區(qū)土壤模擬溶液)中具有較高的斷裂敏感性,X90管線鋼在近中性pH值溶液環(huán)境中近門檻區(qū)的應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率可用da/dN=4.41×10~(-9)(ΔK-6.48)~(1.46)來近似描述,而在裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展區(qū)則可用da/dN=5.81×10~(-10)(ΔK-8.63)~2來表示;在空氣中或者在烏魯木齊地區(qū)土壤模擬溶液環(huán)境中試樣的斷口都表現(xiàn)出脆性斷裂特征,而且斷面都存在著二次裂紋,裂紋以穿晶開裂為主,同時(shí)也存在著少量的沿晶開裂,裂紋開裂機(jī)制總體表現(xiàn)為混合開裂形式。
【圖文】：

采用慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)（Slow Strain Rate Tensile和掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）觀察離涂層下土壤溶液中循環(huán)荷載作用下的應(yīng)力腐蝕開裂，并研究在位等因素作用下 X90 管線鋼在剝離涂層下土壤模擬溶液中的應(yīng)力力腐蝕開裂的規(guī)律。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括：（1）采用電化學(xué)測(cè)試和 SEM 觀察，剝離涂層下?lián)p隙口不同距管線鋼在模擬溶液中的電化學(xué)腐蝕特征。（2）采用 SSRT 試驗(yàn)和 SEM 觀察，研究恒荷載作用下，陰極條件下，剝離涂層下 X90 管線鋼的 SCC 敏感性以及開裂形式。（3）采用裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)和 SEM 觀察，裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)在疲勞試涂層下 X90 鋼在空氣和模擬溶液中的裂紋擴(kuò)展行為，并分析探討1.5.2 本文的技術(shù)路線根據(jù)試驗(yàn)方案以及試驗(yàn)內(nèi)容所擬定的試驗(yàn)技術(shù)路線如圖 1-1 所示

樣表面先用 SiC 水磨砂紙從 120#逐級(jí)打磨至 1500#，為裂紋成核的影響，研磨總是沿著試樣的縱向方向，然后再干凈后吹干放到干燥皿中待用。在電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)的過，其中 X90 管線鋼試樣為試驗(yàn)的工作電極，試驗(yàn)的輔助和甘汞電極作為試驗(yàn)的參比電極，并用灌好的帶有魯金通。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE988.2

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本文編號(hào)：2647958