国产x70管线钢及其焊接接头的硫化氢腐蚀性能研究

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1、中文摘要本文针对cr西气东输’’工程用钢——国产X70管线钢及其焊接接头的硫化氢腐蚀性能进行了深入的研究。采用恒载荷及慢应变拉伸试验方法(SlowStrainRateTest，SSRT)，研究硫化物应力腐蚀开裂(SulfideStressCorrosionCracking，SSCC)；采用HIC试验标准及电化学渗氢法，研究氢致开裂(HydrogenInducedCracking，HIC)；采用电化学腐蚀测试方法，研究国产X70管线钢硫化氢电化学腐蚀。在研究过程中不仅借助于扫描电子显微镜(SEM)、图像分析仪、透射电子显微镜(TEM)等先进电子显微测试技术，同时应用数值讨‘算、

2、回归分析等数学工具及计算机技术进行了更深入的探讨。本研究获得的主要成果如下：首次针对国产X70管线钢及其焊接接头，应用SSRT方法研究了硫化氢浓度对其SSCC性能的影响。揭示了随着硫化氢浓度的增加，国产X70管线钢及其焊接接头的脆性系数增加，抗腐蚀能力减弱；硫化氢浓度对国产X70管线钢母材和焊缝的SSCC性能有着不同程度的影响：在相同的试验条件下，焊缝的脆性系数显著大于母材的脆性系数，即焊缝较母材的SSCC敏感性大。当硫化氢浓度为50×10‘4％时，母材的脆性系数为19．95％，焊缝的脆性系数高达59．19％。若脆性系数以25％视为安全值，则硫化氢浓度为50×10。％时，母材

3、是安全的，而焊缝却是不安全的。首次针对国产X70管线钢，应用电化学渗氢法研究了硫化氢分压对HIC性能的影响。即在硫化氢分压试验范围内(O．01MPa～10MPa)，随着硫化氢分压(0，01MPa～0．1MPa)的增加，氢在钢中的扩散系数增大，并且在材料表面初始聚集的氢原子浓度减小；当硫化氢分压在0．IMPa～1．0MPa之间时，随着硫化氢分压的增大，氢扩散系数减小，同时氢初始聚集浓度增大。当硫化氢分压为0．1MPa时，国产X70管线钢的氢扩散系数晟大，材料表面氢的初始聚集浓度最小，在这种情况下管线钢具有较高的HIC敏感性。首次针对国产X70管线钢，通过电化学腐蚀方法研究了硫化

4、氢浓度、氯离子浓度、pH值的交互作用对其腐蚀性能的影响。建立了国产X70管线钢的腐蚀电流与上述三个影响因素的五次型回归方程：Y=7．014×10’14X14X3—3．386N10。5X2X32+3．509×10—2该方程更加显著地揭示出腐蚀性能与介质因素的相互关系：当硫化氢浓度较低时，腐蚀电流随pH值的增加而减小；当硫化氢浓度较高时，腐蚀电流随pH值的增大而增大；pH值越高，氯离子对腐蚀电流的影响越显著：随着硫化氢浓度的增加，氯离子对腐蚀电流的影响将减弱。总之，针对国产X70管线钥进行的上述研究工作，以及获得的规律性认识，对于我国的管道建设事业具有重要的理论学术意义，及重要的

5、实际工程应用价值：对于我困国民经济的发展具有重大的经济意义及社会意义。关键词：国产X70管线钢，焊接接头，硫化氢，SSCC，HIC，电化学腐蚀ABSTRACTCorrosionofdomesticX70pipelinesteelsandits’weldingjointsusedinengineeringof‘‘Gas7DansmittingFromWesttoEast’’werecarriedoutinmediumwithHydrogensulfide(H2S)inthispaper．SulfideStressCorrosionCracking(SSCC)ofdomestic

6、X70pipelinesteelsandits’weldingjointswerestudiedbyConstantLoadTestandSlowStrainRateTest(SSRT)．HydrogenInducedCracking(HIC)wasalsoconductedbythestandardofHICtesting、theelemrochemicaIpermeationmethodofDevanathan．FinallyelectrochemicalmethodwasadoptedtostudytheinteractivebehaviorofH2Sconcentra

7、tion、C1‘concentration、pHvaluesoncorrosionpropertiesofdomesticX70pipelinesteels．Inthisstudy,notonlynumericalvalueanalyses、mathematicalstatisticsandcomputertechnologywereadopted，butmodemmicroscopictestingtechniquessuchasSEM(ScanningElectronMicroscopic1、TEM