预制裂纹对X70管线钢冲击韧性和断裂机制的影响

随着管线钢应用逐渐增加,预防裂纹的扩展研究作为管线钢结构性能的研究重点而备受学者关注。本试验采用疲劳方法预制裂纹缺口,利用示波冲击试验,测试其与常规V型缺口在不同温度下对X70管线钢韧性的影响。结果表明,相较于常规V型缺口冲击试验,预制裂纹缺口的韧脆转变温度提高了约44℃,更贴近GB/T 20801.2—2020《压力管道规范工业管道第2部分:材料》规定的最低使用温度,在温度值的确定上提供了科学参考。通过对预制裂纹扩展过程中特征参数和宏微观断口形貌的分析研究,结果表明,裂纹扩展随着温度降低表现出一定的规律性,为基于示波冲击试验预测断裂机制提供了一定的参考依据。

X70管线钢残余塑性应变的背散射电子衍射表征方法研究

为了研究高钢级油气管线环焊缝脆性开裂失效与微小残余塑性应变之间的关系问题,采用背散射电子衍射对不同应变下的X70管线钢进行了表征研究。通过四点弯曲试验和拉伸试验制备带有残余塑性应变的样品,表征了衍射带对比度、核平均取向差与应变的关系。结果表明:X70钢,对于10%以内的塑性变形,金相和硬度等工程手段无法识别;在X70钢管四点弯曲的梯度塑性应变预制样品和系列拉伸样品中,材料EBSD衍射带对比度与微小塑性变形相关性较差,而核平均取向差与±2%以上的塑性变形有较好正相关性,有望用于实际管线残余塑性变形的定性或半定量评估。

机械加工表面粗糙度对4130 X钢在0.5%NaCl溶液中的腐蚀性能影响

本文采用动电位极化、电化学阻抗谱、微观形貌观测等方法研究了不同表面粗糙度的4130X钢在质量分数为0.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。实验结果表明,随表面粗糙度下降,试样表面积变化不大,其自然腐蚀电位下降,然腐蚀电流密度降低,电荷转移电阻降低,腐蚀反应剧烈程度整体有所下降。微观形貌显示,在反应发生初期,试样表面首先于凸起位置发生腐蚀,并且随腐蚀反应的进行逐渐扩展至试样整体表面。表面粗糙度对腐蚀反应影响主要来源于试样表面的几何形状差异、电化学活性差异和表面状态差异。

高温熔融盐压力容器用Q345R材料的腐蚀性能研究

本文采用均匀浸泡、微观形貌观测、XRD、金相观察等方法研究了不同条件下压力容器用Q345R材料在不同温度和不同氯离子含量的熔盐中的腐蚀行为。腐蚀失重实验结果表明,在氯离子含量确定的情况下随温度的升高、Q345R的腐蚀情况越来越严重,腐蚀产物越厚,在温度一定的条件下,随着氯离子含量的增加,腐蚀深度增加。扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析结果表明,Q345R在solar salt熔盐中的主要腐蚀产物为Fe_2O_3和Fe_3O_4。

Q345R在微量小分子有机酸中的腐蚀行为研究

本文通过腐蚀失重试验、腐蚀产物分析和交流阻抗谱研究了Q345R在不用的微量的两种小分子有机酸(甲酸和乙酸)中的常温25℃和液相高温85℃中腐蚀行为.根据试验结果可知,随着浓度的逐渐升高,Q345R在两种小分子有机酸腐蚀速率均有所升高,腐蚀产物逐渐增厚,腐蚀形貌未发生明显变化.根据电化学试验结果,在25℃环境温度下,小分子有机酸对Q345R的腐蚀剧烈程度随时间明显降低,并且表面吸附作用明显减弱.在85℃环境温度下,小分子有机酸对Q345R的腐蚀剧烈程度随时间变化不大,反应行为也未发生明显的变化.这说明在较高的温度下,随着反应激活能提高,扩散条件并非控制腐蚀反应的最主要因素,腐蚀行为也与较低环境温度下产生显著的区别.

苯酚对典型承压装置材料的腐蚀行为研究

本文针对某石化企业的粗苯酚塔选材的工程问题,采用腐蚀失重法和电化学交流阻抗法对31603、30403两种不锈钢的母材和焊缝材料,以及Q345R碳钢的母材进行了的腐蚀行为和耐蚀程度研究,并对研究结果进行了综合分析。试验结果表明,在液化苯酚和90%笨酚水溶液中31603和30403两种不锈钢均具有较好的耐蚀性,其中31603的耐蚀性略好于30403,但差异很小。Q245R则在两种介质中均具有较快的腐蚀速率,其中90%的苯酚水溶液中的腐蚀速率相对更快,超过了0.05mm/a,约为在纯苯酚中的1.52倍。根据试验结果,30403与31603两种材料均可成为该装置的备选材料,但考虑到经济成本,30403更佳。

低温形变马氏体对奥氏体不锈钢腐蚀敏感性影响研究

奥氏体不锈钢是低温容器的常用材料,而低温和应变会诱发亚稳态奥氏体不锈钢的马氏体转变,进而改变材料的强度、韧性以及耐腐蚀性能等等,影响低温容器使用的安全性。通过研究奥氏体不锈钢在低温应变中诱导马氏体相变的现象,验证了不同形变马氏体含量对材料耐腐蚀性能的影响。结果表明在相同形变量条件下,温度越低产生的形变马氏体含量越多,并且在奥氏体不锈钢中S30408产生的形变马氏体含量比S32168多。在晶间腐蚀方面,形变马氏体含量变化对S30408和S32168这两种材料晶间腐蚀敏感性的影响不大,但形变马氏体会在一定程度上降低材料的耐腐蚀性能;在应力腐蚀方面,随着形变马氏体含量的增加,应力腐蚀敏感性呈上升趋势。

20#碳钢在HCO3^-和Cl^-混合溶液中的点蚀行为研究

采用动电位极化方法研究了在0.5 mol/L NaHCO3+0.002 mol/L NaCl溶液中,20#碳钢的破钝电位和维钝电位区间,使用钝化+电流控制方法研究20#碳钢的点蚀行为和腐蚀机理。试验结果表明:在该溶液体系中,20#碳钢试样具有一定钝化效果,钝化电位区间为-148〜908 mV;点蚀坑的尺寸、深度和数量均随试验时间的增加而增加;Cl^-对钝化膜具有破坏作用,腐蚀反应机理为阳极溶解+膜破裂机制。采用HCO3^-与Cl^-混合溶液结合电化学方法,利用电化学腐蚀进行点蚀试样制备具有可行性。

服役环境下高密度聚乙烯(HDPE)压力管道损伤行为研究进展

高密度聚乙烯HDPE压力管道以其优异的性能在燃气、给水等领域获得广泛应用,但对HDPE压力管道的损伤行为认知的缺乏,导致设备工程安全需求无法满足。总结了HDPE最主要的2种损伤模式即老化损伤和应力损伤的研究进展与不足,阐述了老化损伤和应力损伤的损伤机理,总结了环境因素和内部因素对老化损伤、应力状态对应力损伤的影响机理及损伤演化过程,并分析了其损伤表征方法的进展和不足。结合特种设备特别是承压设备行业的需求,分析了现有研究的不足,并展望了未来工程研究的方向。

化工设备关键部件腐蚀损伤控制技术

在石油化工、煤化工等工业过程中,压力容器、管道等设备腐蚀损伤对其安全运行造成严重威胁。如利用费托反应由煤制合成油的过程中,产生的甲酸、乙酸等小分子酸对设备造成腐蚀,其传质过程与腐蚀过程非常复杂。但目前针对费托合成、MT0等过程中的典型小分子有机酸环境的设备腐蚀认知还非常缺乏,造成工程解决方案的理论和数据依据不足.

含稳定化元素不锈钢管道焊后热处理研究

目前,工程上常对加氢反应器用347、321等系列的含稳定化元素的奥氏体不锈钢材料进行现场焊后稳定化热处理,以防止其发生晶间敏化,并导致晶间腐蚀。但稳定化处理的温度区间也恰好是再热裂纹最敏感的温度区间,由于焊缝的高应力高拘束状态,焊缝在进行现场稳定化热处理期间常出现再热裂纹,且随着壁厚的增加,裂纹程度越严重,因此,稳定化热处理在工程中究竟是否应该得到应用,在工程界一直是存在争议的话题。特别是近期石油石化行业,以及煤化工行业厚壁加氢反应器逐渐开始应用广泛,设计院的规范不完全一致,国际上比较权威的美国机械工程师协会(ASME)、美国防腐蚀工程师协会(NACE)等学术组织相关规范也未对此问题明确说明,产生了工程认知与设计标准空白。