超高强度管线钢在土壤环境下的腐蚀行为与机理研究

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1、学号121090302分类号TG172.7密级XiknShiyouUniversity全日制学术型硕士学位论文题目超高强度管线钢在土壤环境下的腐蚀行为与机理研究作者姓名杨东平导师姓名、职称胥聪敏副教授—学科(专业）名称材料物理与化学—一提交论文日期2015年5月20日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料

2、。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：M曰期：学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申谙专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名曰期：i上、i导师签名：日期：M中文摘要论文题目：超高强度管线

3、钢在土壤环境下的腐蚀行为与机理研究专业：材料物理与化学硕士生：杨东平(签名）—_指导教师：胥聪敏(签名）層—砍摘要近年来，随着我国石油及能源工业的快速发展，埋地管线的建设得到蓬勃发展，高压、大管径、高钢级管线钢是石油和天然气输送管道发展的必然趋势，输送管道的失效问题越来越重要。土壤环境中的应力腐蚀开裂�SCC)�微生物腐蚀�MIC)是危及输送管道安全的重要因素。因此对X100管线钢的应力腐蚀、微生物腐蚀及应力腐蚀与微生物腐蚀之间的协同作用进行研究非常必要。采用电化学测试、扫描电镜观察、EDS分析、XRD分析和失重法等方法，研

4、究了X100管线钢在鹰潭、库尔勒、近屮性pH值和海滨土壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为，并研究了硫酸盐还原菌�SRB)对电化学腐蚀行为的影响。结果表明：X100钢在四种有菌、无菌土壤模拟溶液中的极化曲线均为活化控制•X100钢在海滨、近中性pH值土壤模拟溶液中无菌时腐蚀速率随时间变化先减小后持续增大，有菌时先增大后趋于稳定；鹰潭土壤模拟溶液中无菌有菌时均先减小后增大并趋于稳定；库尔勒土壤模拟溶液中无菌时先减小后持续增大，有菌时一直增大。X100钢在四种土壤模拟溶液中无菌时的腐蚀速率基本均大于有菌时，在腐蚀初期更明显。X100钢在

5、鹰潭土壤模拟溶液中浸泡35d�60d后，无菌环境下均属于严重腐蚀，有菌环境下属于中度腐蚀；库尔勒、海滨和近中性pH值土壤模拟溶液中无菌与有菌环境下均属于中度腐蚀；浸泡35d�60d后，四种土壤模拟溶液中的平均腐蚀速率无菌时均大于有菌时。浸泡60d后，X100钢在无菌环境中腐蚀产物主要为铁的氧化物，有菌时主要为铁的氧化物和铁的硫化物。四种溶液中，有菌时X100钢表面有一层透明状的微生物膜，在腐蚀初期，微生物膜与腐蚀产物结合在一起形成更致密的结合膜，可以阻碍钢的腐蚀。采用慢应变速率拉伸试验�SSRT)和扫描电镜观察研究了X100

6、管线钢及焊接接头在鹰潭、库尔勒和海滨土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为，分析探讨了硫酸盐还原菌引起的微生物腐蚀对X100钢SCC的影响。结果表明：X100钢及焊接接头在鹰潭、库尔勒、海滨三种无菌土壤模拟溶液中的断裂寿命、应变量、延伸率和断面收缩率均基本小于有菌土壤模拟溶液中的。X100钢在三种土壤模拟溶液中拉伸时试样断口侧面均存在二次裂纹，且扩展方向无菌时与外加应力轴方向大致呈45。或者垂直，有菌时均为垂直，且无菌时二次裂纹密度均高于有菌时。无菌环境中X100钢拉伸试样断n侧面表面粗糙呈现一定的均匀腐蚀，有菌时表面比较光滑整洁，局

7、部位置有腐蚀产物，呈现局部腐蚀，在海滨和库尔勒土壤中有菌时母材断口侧面还存在点蚀坑。XI00钢母材在三种土壤模拟溶液中断口均为韧性+脆性混合断口，但无菌时拉伸试样断口中出现的SCC裂纹多于有菌时的；焊接接头在鹰潭、库尔勒无菌溶液中微观断口呈现脆性特征，有菌溶液中呈现出中文摘要韧性断裂特征；焊接接头在海滨有菌、无菌溶液中断口均为韧性+脆性混合断口形貌，且无菌时韧窝较小。硫酸盐还原菌抑制了X100钢的脆变，并导致X100钢母材和焊缝在三种土壤模拟溶液中的SCC敏感性降低，对于焊接接头的SCC敏感性影响作用更大。关键词：管线钢；电

8、化学腐蚀；微生物腐蚀；应力腐蚀开裂；硫酸盐还原菌论文类型：应用基础研究III英文摘要Subject：CorrosionbehaviorandmechanismstudyofultrahighstrengthpipelinesteelsinthesoilenvironmentSpeciali