Ti-Mg-Al复合脱氧X70级抗酸海底管线钢氢捕获效率及HIC敏感性

采用NACE TM 0284-2016标准评估了一系列不同Al含量的Ti-Mg-Al复合脱氧X70级别抗酸海底管线试验钢的氢致开裂(HIC)敏感性,并通过测量氢扩散通量(J∞L)和有效氢扩散系数(D eff)研究了其氢捕获及扩散动力学行为。结果表明:Al的添加因能促进针状铁素体形成而显著提高试验钢的抗拉强度;随着Al含量增加,试验钢中的夹杂物不仅数量增加,成分也发生变化,由以均匀分布的单一Mn-S和Al-Ti-Mg-O-Mn-S复合夹杂物为主转向以带状分布的单一Al-O夹杂和Al-Ti-O-Mn-S型复合夹杂为主;当Al含量增加至0.03%时,试验钢的屈服强度降低,且[H]容易在脆性Al_(2)O_(3)夹杂物周围引发内部微裂纹,并产生表面氢鼓泡。Al的添加主要是通过影响钢中非金属夹杂物的特性,从而改变氢在钢中的捕获和扩散动力学行为,进而影响钢的HIC敏感性。在本实验范围内,Al的添加量不宜超过0.03%。

交变应力频率对E690钢在3.5%NaCl溶液中腐蚀电化学行为的影响

采用电化学技术与微观形貌观察,研究了不同频率(0.1,0.5,1.0,1.3,1.8和2.0 Hz)弹性交变应力下E690高强海洋工程用钢在3.5%(质量分数) NaCl溶液中的腐蚀电化学行为,探讨了加载频率对腐蚀反应机理的影响。结果表明,存在一个临界频率,将交变应力作用下腐蚀电化学行为分为两个不同的阶段。加载频率在临界频率以下时,随着弹性交变应力加载频率的增大,E690钢的应变速率峰值增大,钢的表面产生活性位点增多,腐蚀过程主要受活化控制,腐蚀速率和局部腐蚀面积均随着加载频率的提高而增大。加载频率超过临界频率时,腐蚀过程主要受扩散控制,腐蚀速率和局部腐蚀面积不受加载频率变化的影响。

显微组织对X100管线钢氢致开裂及氢捕获行为影响

依据NACE TM 0284-2011标准评估了不同显微组织X100管线钢的氢致开裂(HIC)敏感性,采用场发射扫描电镜、氢显等手段观察了钢中HIC裂纹的萌生和扩展以及H的聚集,借助于氢渗透动力学参数分析了X100管线钢不同显微组织试样的氢捕获效率与HIC敏感性的内在关联。结果表明,具有不同显微组织的X100管线钢HIC敏感性依次为:原始铁素体-贝氏体组织试样>炉冷处理的块状铁素体组织试样>风冷处理的针状铁素体组织试样;钢中组织对氢的捕获效率越高,钢材对HIC敏感性越大;H原子容易在夹杂物和基体之间的界面处聚集,钢中的MnS夹杂、Ca-Al-Si-O复合夹杂和MnO夹杂均为HIC裂纹萌生源。

交变载荷频率对MS X65管线钢在H2S介质中腐蚀电化学行为影响

采用动电位极化、线性极化、电化学阻抗等电化学测试技术,研究了不同应力比(R)下MS X65管线钢在含H2S介质中的腐蚀电化学行为随交变载荷频率变化的规律。结果表明:自腐蚀电流密度Icorr、电荷转移电阻Rct、线性极化电阻Rp等腐蚀电化学动力学参数均随着交变载荷频率的增加,先上升或下降,后趋于稳定,存在一个临界交变频率;且由R=0.4时的0.25 Hz增大到R=0.85时的1 Hz,这与不同应力比和交变频率对电极表面电化学活性反应位点和腐蚀介质中阴极反应物扩散速率的交互影响有关。