管線鋼在土壤環(huán)境中應(yīng)力腐蝕破裂的研究.pdf

1、國外豐富的埋地管線運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，土壤側(cè)的應(yīng)力腐蝕破裂(StressCorrosion Cracking-SCC)是影響高壓輸氣管線長期安全運(yùn)行的主要危險(xiǎn)之一。該土壤SCC有兩類：高pH SCC和近中性pH SCC。對(duì)管線鋼土壤SCC進(jìn)行深入研究有助于保證上海500多公里的高壓天然氣輸氣管線長期安全運(yùn)行，降低發(fā)生SCC的風(fēng)險(xiǎn)。本工作用慢應(yīng)變速率試驗(yàn)(SSRT)方法在實(shí)驗(yàn)室研究X70、X60和SS400三種管線鋼在高pH模擬溶液和上海周邊近

2、中性pH土壤溶液中的SCC特性。主要結(jié)論如下： 1．在高pH模擬土壤溶液中的試驗(yàn)結(jié)果表明： 在高pH土壤模擬溶液中X70、X60和SS400管線鋼在-1500～-200mV(SCE)電位區(qū)間的SCC敏感性隨電位的正移而減小，而且表現(xiàn)出管線鋼強(qiáng)度越大，SCC敏感性也就越大。在30～65℃范圍內(nèi)，在陽極極化區(qū)的溫度變化對(duì)X70高pH SCC敏感性影響不大，在陰極極化區(qū)，SCC敏感性隨溫度升高有所下降。破裂機(jī)理分析表明，當(dāng)E>

3、EH(析氫電位)時(shí)，應(yīng)該是陽極溶解占主導(dǎo)；當(dāng)E≤E<,H>時(shí)，應(yīng)該是氫致破裂占主導(dǎo)，斷口具有準(zhǔn)解理特征。 X60和SS400焊材試樣在30℃高pH溶液中的SCC敏感指數(shù)同母材一樣隨電位的正移而降低，其SCC敏感指數(shù)普遍比母材高。 2．在上海周邊近中性pH土壤溶液中的試驗(yàn)結(jié)果表明： X60鋼在30℃城鎮(zhèn)土、青黃土和青紫土溶液中以及SS400鋼在30℃黃泥土、黃夾沙和濱海鹽土溶液中SCC敏感指數(shù)隨電位的正移而下降，且

4、發(fā)現(xiàn)SCC敏感性與電極電流大小有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，電流越大，SCC敏感性也越大。土壤對(duì)X60、SS400的近中性pH SCC敏感性有一定的影響，在陰極電位區(qū)，X60在城鎮(zhèn)土溶液中的SCC敏感性最大，而在青黃土溶液中SCC敏感性最??；SS400鋼在濱海鹽土、黃夾沙溶液中的SCC敏感性明顯大于在黃泥土溶液中的SCC敏感性。破裂機(jī)理分析表明，當(dāng)E>E<,H>(析氫電位)時(shí)，應(yīng)該是氫致破裂和溶解共同作用；當(dāng)E≤E<,H>時(shí)，應(yīng)該是氫致破裂占主導(dǎo)。

5、 X60和SS400焊材試樣在上海周邊土壤溶液中的SCC敏感指數(shù)同母材一樣隨電位的正移而降低，其SCC敏感指數(shù)普遍比母材高，斷裂時(shí)間顯著比母材短。X60焊材的靠近熔合線的熱影響區(qū)、SS400焊材的焊縫區(qū)是各焊接件中SCC敏感性最大的區(qū)域。 3．由于三種管線鋼在各種模擬土壤環(huán)境中，在低電位區(qū)均表現(xiàn)出高的SCC敏感性，應(yīng)充分注意陰極極化的不利作用，優(yōu)化陰極保護(hù)參數(shù)，避免過保護(hù)。X60焊材的靠近熔合線的熱影響區(qū)、SS400焊材的焊縫區(qū)