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本课题将在实土埋样和模拟溶液腐蚀研究的基础上,对高强管线钢在土壤薄液膜下的腐蚀电化学机理开展系统研究,通过对比实土埋样、模拟溶液和土壤薄液膜下的腐蚀行为与机理,进一步加深对土壤腐蚀主要影响因素的认识;系统开展土壤薄液膜下高强管线钢腐蚀的相电化学机制以及应力腐蚀裂纹萌生和扩展不同演化阶段及其关键影响因素研究,进一步揭示高强管线钢在我国土壤环境中腐蚀和应力腐蚀的关键影响因素;确定涂层下闭塞薄液环境对局部腐蚀的促进作用及其电化学机理,确定显微组织所对应的微电极过程动力学过程对局部腐蚀萌生与扩展的影响机制,结合非稳态电化学理论建立并进一步发展高强钢应力腐蚀裂纹扩展安全评价理论与测试方法。该课题不仅能为我国高强管线钢的性能优化、管线防护及安全评价提供更完善的理论依据,而且能提升土壤环境腐蚀的研究水平,具有重要的实际工程价值和理论意义。
本课题结合室内外试验,围绕高强管线钢土壤腐蚀的敏感服役环境因素及其形成机制、微观腐蚀动力学机制、腐蚀的不同阶段(均匀腐蚀-点蚀-应力腐蚀)关键影响因素及其电化学机制的演变过程等科学问题,系统研究了X70、X80、X100等高强管线钢在我国典型土壤环境中的腐蚀行为规律及关键影响因素,取得的主要创新性结果如下: 1)在我国典型中度酸性土壤地区(鹰潭)、强酸性土壤地区(西双版纳)、干旱碱性盐渍土地区(库尔勒和格尔木)、高含水碱性盐土(天津大港)以及高原碱性低盐土地区(拉萨)进行裸试样和带剥离涂层的高强管线钢现场埋片试验及室内试验获得了裸样及涂层下的管线钢腐蚀环境的形成规律及高强管线钢的腐蚀规律及相关影响因素。 2)通过形成的系列化的实验室模拟与加速实验新技术,获得了管线钢剥离涂层下敏感腐蚀环境的形成规律及机理,腐蚀微区电化学动力学-力学电化学的交互作用机制,以及外加电位、微观组织结构和微生物对腐蚀的影响等;系统描述了管线钢外部腐蚀的孕育期及早期腐蚀行为。 3)完善了高强管线钢局部腐蚀-应力腐蚀萌生、发展的电化学机理,提出并完善了应力腐蚀的非稳态电化学机制,提出了弱交流杂散电流促进高强管线钢应力腐蚀的非稳态极化状态促进点蚀或应力腐蚀微观电化学模型。 4)通过建立的高强管线钢在土壤环境中的微区相电化学的原位微区电化学手段及相关研究揭示了应力腐蚀发生发展与微观组织结构的关系。 5)揭示了氢致韧性作用在阴保条件下管线钢应力腐蚀萌生及扩展中的作用机制,发现了氢致韧性效应能推迟SCC的萌生及减缓循环载荷下裂纹的扩展速率。 6)结合现场实验和室内模拟与加速实验研究,确认了土壤pH、含盐量及其成分、含水率及干湿交替环境、剥离涂层环境、阴保电位、组织结构、微生物和受力状态及应力水平对高强管线钢土壤腐蚀行为机理具有重要影响,取得的系列成果对管线钢防护工程实践及学科发展产生了巨大推动作用。
现代管线钢属于低碳或超低碳的微合金化钢,是高技术含量和高附加值的产品,管线钢生产几乎应用了冶金领域近20多年来的一切工艺技术新成就。管线工程的发展趋势是大管径、高压富气输送、高冷和腐蚀的服役环境、海底...
主要受原子质量分数的影响因素。受热 (如敏化处理)、受力(冷加工形变)而引起晶界组织结构的不均匀变化,对晶间腐蚀也有很大影响。晶间腐蚀,局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于...
提高厚度与强度随着石油自然气需求量的不断增加,管道的输送压力和管径也不断地增大,以增加其输送效率。考虑到管道的结构稳定性和安全性,还需增加管壁厚度和进步管材的强度,因此用作这类输送管的管线钢都向着厚规...
管线钢硫化氢应力腐蚀的影响因素
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库尔勒土壤中阴离子对X80管线钢腐蚀行为的影响
采用浸泡、极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了库尔勒土壤模拟溶液中HCO3-,Cl-及SO42-等阴离子对X80钢腐蚀行为的影响。结果表明,在HCO3-溶液中分别加入Cl-,SO42-后,X80钢的腐蚀速率明显增大,且Cl-比SO42-对X80钢腐蚀速率的促进作用更强;在HCO3-溶液中同时加入Cl-和SO42-后,两种离子对腐蚀速率的促进作用大于Cl-或SO42-单独时的作用,但低于两者单独添加时促进作用的加和。
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 油气管线钢的服役现状与发展趋势 1
1.2 油气管线钢土壤腐蚀实验研究的背景与重要意义 3
1.3 X80管线钢服役的腐蚀环境及其特点 5
1.4 土壤腐蚀的主要影响因素 6
1.4.1 中国土壤腐蚀网站建设 6
1.4.2 材料腐蚀实验点的土壤环境性质 7
1.4.3 土壤腐蚀电池与电极过程 8
1.4.4 土壤腐蚀的影响因素 10
1.5 土壤腐蚀实验研究方法 15
1.5.1 室外现场实验 15
1.5.2 室内实验 18
1.6 X80管线钢土壤腐蚀研究工作进展 20
参考文献 21
第2章 X80管线钢在新疆土壤中的腐蚀行为研究 27
2.1 长输管线的土壤腐蚀 27
2.2 实验材料与方法 29
2.2.1 实验材料与试样制备 29
2.2.2 实验介质 30
2.2.3 实验方法 30
2.3 理化性能测试 31
2.3.1 拉伸性能测试 31
2.3.2 冲击性能测试 33
2.3.3 弯曲性能测试 34
2.3.4 硬度测试 35
2.3.5 落#撕裂实验 37
2.3.6 金相组织分析 37
2.3.7 焊接对主体管道影响程度和范围分析 41
2.4 实验结果与讨论 43
2.4.1 X80管线钢在霍尔果斯水饱和土壤中的腐蚀行为研究 43
2.4.2 X80管线钢在乌鲁木齐土壤模拟溶液中的腐蚀行为研究 47
2.4.3 X80管线钢在连木沁土壤模拟溶液中的腐蚀行为研究 69
2.4.4 X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为研究 98
2.5 本章结论 107
参考文献 108
第3章 X80管线钢在青海土壤中的腐蚀行为研究 110
3.1 实验材料与方法 110
3.2 实验结果分析与讨论 111
3.2.1 腐蚀速率的测定 111
3.2.2 腐蚀形貌观察及分析 112
3.2.3 极化曲线分析 117
3.2.4 机理分析 119
3.3 本章结论 120
参考文献 120
第4章 X80管线钢在甘肃土壤中的腐蚀行为研究 121
4.1 实验材料与方法 121
4.1.1 实验材料与试样制备 121
4.1.2 实验介质 121
4.1.3 实验方法 122
4.2 实验结果分析与讨论 122
4.2.1 失重分析 122
4.2.2 腐蚀形貌观察与分析 123
4.3 本章结论 144
第5章 X80管线钢在陕西水饱和土壤中的腐蚀行为研究 146
5.1 实验材料与方法 146
5.1.1 实验材料与试样制备 146
5.1.2 实验介质 147
5.1.3 电化学测量 147
5.1.4 腐蚀形貌观察 147
5.2 实验结果分析与讨论 147
5.2.1 X80管线钢在靖边水饱和盐渍土壤中的腐蚀行为研究 147
5.2.2 X80管线钢在榆林碱性沙土中的腐蚀行为研究 153
5.2.3 X80管线钢在延安水饱和土壤中的腐蚀行为研究 157
5.3 本章结论 161
参考文献 162
第6章 X80管线钢在河南水饱和土壤中的腐蚀行为研究 163
6.1 实验材料与方法 163
6.1.1 实验材料与试样制备 163
6.1.2 实验介质 163
6.1.3 电化学测量 163
6.1.4 腐蚀形貌观察 164
6.2 实验结果分析与讨论 164
6.2.1 电化学分析 164
6.2.2 腐蚀形貌观察及分析 166
6.3 本章结论 168
参考文献 169
第7章 X80管线钢在重庆水饱和土壤中的腐蚀行为研究 170
7.1 实验材料与方法 170
7.1.1 实验材料与试样制备 170
7.1.2 实验介质 170
7.1.3 电化学测量 171
7.1.4 腐蚀形貌观察 171
7.2 实验结果分析与讨论 171
7.2.1 电化学分析 171
7.2.2 腐蚀形貌观察及分析 173
7.3 本章结论 175
参考文献 175
第8章 X80管线钢在东南酸性土壤模拟溶液中的腐蚀行为研究 177
8.1 实验材料与方法 177
8.1.1 实验材料与试样制备 177
8.1.2 实验溶液 178
8.1.3 电化学腐蚀实验 178
8.1.4 表面形貌观察与腐蚀产物分析 178
8.2 实验结果分析与讨论 179
8.2.1 宏观形貌观察 179
8.2.2 微观SEM形貌观察和EDS分析 179
8.2.3 腐蚀速率测定 182
8.2.4 极化曲线测量 182
8.3 本章结论 184
参考文献 184
第9章 X80管线钢在海滨盐碱土壤模拟溶液中的腐蚀行为研究 186
9.1 实验材料与方法 186
9.1.1 实验材料与试样制备 186
9.1.2 实验溶液 186
9.1.3 电化学腐蚀实验 186
9.1.4 表面形貌观察与腐蚀产物分析 187
9.2 实验结果分析与讨论 187
9.2.1 宏观形貌观察 187
9.2.2 微观SEM形貌观察和EDS分析 187
9.2.3 腐蚀速率测定 191
9.2.4 极化曲线测量 191
9.3 本章结论 193
参考文献 193
第10章 X80管线钢在库尔勒土壤中的微生物腐蚀规律研究 194
10.1 微生物腐蚀研究进展 194
10.1.1 微生物腐蚀研究意义 194
10.1.2 微生物腐蚀研究现状 195
10.1.3 生物膜与生物附着 197
10.1.4 微生物腐蚀形成的表面膜层对腐蚀动力学的影响 200
10.2 实验过程与方法 201
10.2.1 实验菌种 201
10.2.2 实验过程 202
10.3 实验结果分析与讨论 205
10.3.1 电化学分析 205
10.3.2 表面形貌观察与分析 207
10.3.3 腐蚀机理分析 217
10.4 本章结论 218
参考文献 219
第11章 天然气管道土壤应力腐蚀开裂研究现状 222
11.1 应力腐蚀开裂研究背景与意义 222
11.1.1 硫化物应力腐蚀开裂 223
11.1.2 高pH应力腐蚀开裂 224
11.1.3 近中性pH应力腐蚀开裂 224
11.2 应力腐蚀开裂的影响因素 225
11.2.1 材料因素 225
11.2.2 环境因素 227
11.2.3 力学因素 228
11.3 应力腐蚀开裂研究现状 228
11.3.1 应力腐蚀开裂机理研究进展 228
11.3.2 应力腐蚀开裂敏感性评定参数 229
11.3.3 应力腐蚀开裂实验方法 231
11.4 应力腐蚀开裂研究热点 231
11.4.1 应力腐蚀开裂的机理研究 231
11.4.2 应力腐蚀开裂的裂纹扩展特征研究 232
11.4.3 应力腐蚀开裂的寿命预测与模型研究 233
11.4.4 应力腐蚀开裂的现场调查程序和评估做法研究 234
11.4.5 应力腐蚀开裂的完整性评价方法研究 237
11.4.6 应力腐蚀开裂的预防措施研究 239
11.4.7 应力腐蚀开裂的检测及监测方法研究 239
参考文献 241
第12章 0.8 设计系数用X80管线钢断裂韧性测试 243
12.1 断裂韧性测试方法 243
12.2 实验过程与方法 244
12.2.1 实验原理 244
12.2.2 实验材料 245
12.2.3 断裂韧性测试 245
12.2.4 起裂点的判定 248
12.3 X80管线钢断裂韧性实验研究 248
12.4 X80管线钢失效评估图研究 251
12.4.1 双判据法原理 252
12.4.2 X80管线钢选择曲线3失效评估图建立 253
12.5 本章结论 256
参考文献 256
第13章 0.8 设计系数用X80管线钢在近中性NS4溶液中的SCC行为研究258
13.1 实验方法及过程 259
13.1.1 实验材料与试样制备 259
13.1.2 实验条件与过程 260
13.2 实验结果与分析 260
13.2.1 三种X80管线钢SSRT实验结果 260
13.2.2 断口形貌观察 263
13.2.3 断口侧面形貌分析 272
13.3 本章结论 274
第14章 焊缝类型和阴极保护对X80管线钢的SCC行为影响研究 276
14.1 实验方法及过程 277
14.1.1 实验材料与试样制备 277
14.1.2 实验条件与过程 279
14.2 实验结果与分析 279
14.2.1 不考虑阴极保护电位情况下X80管线钢的SCC实验结果 279
14.2.2 考虑阴极保护电位的情况下X80管线钢的SCC实验结果 287
14.3 本章结论 297
参考文献 297
第15章 X80管线钢在近中性pH环境中临界破断应力研究 299
15.1 实验方法及过程 299
15.1.1 试样尺寸及形状 299
15.1.2 实验环境 299
15.2 实验结果与分析 301
15.3 本章结论 303 2100433B
本书全面介绍作者研究团队近年来对X80管线钢在我国典型腐蚀性土壤环境中的腐蚀实验成果,展示了腐蚀研究方法、腐蚀数据积累和腐蚀行为规律与机理等方面的研究成果。同时,本书详细介绍X80管线钢及其焊缝在不同pH土壤环境中的应力腐蚀规律与机理方面的研究成果。全书以我国西气东输管线经过的典型腐蚀性土壤为背景,以室内模拟和加速腐蚀实验为手段,考虑了X80管线钢在服役中可能产生的各种腐蚀形式(点腐蚀、应力腐蚀和微生物腐蚀等),开展系统的研究工作,研究成果可为X80管线钢在我国土壤环境中的服役提供翔实可靠的基础腐蚀数据,为管线的长周期安全运行提供科学依据。
《审计质量的影响因素及其形成机理的博弈研究:基于制度经济学视角》根据实证研究结果和相关文献结论,提出了完善审计质量控制机制的建议。