油气采集储运中的腐蚀现状及典型案例

对油气采集储运过程中腐蚀后果、腐蚀类型、研究趋势、最新研究结果和安全评价方法进行了回顾与分析。油气田的主要腐蚀类型包括 :H2 S腐蚀、高温 /高压CO2 腐蚀、多相流冲刷腐蚀和土壤腐蚀等。研究发现CO2 腐蚀的蜂窝状和烧瓶型腐蚀形状。从腐蚀产物膜力学性能入手研究CO2 腐蚀机理是一个新的有希望的方向。我国油气储运系统腐蚀现状是 ,在役管线 >2× 10 4km ,大部分进入事故多发期 ,需要进行安全评价。已建立了较为系统的剩余强度评价和剩余寿命预测方法 ,开发了安全评价软件 ,已评价了十几条长输管线 。

管道维修补强技术及其发展趋势

对管道维修补强的有关方法进行了总结归类，并对其各自的优缺点进行了对比。认为迄今国内外用于管道维修补强的方法大致可以归结为焊接类型、夹具类型和纤维复合材料三大类，并可以细分为堆焊、打补丁、打套袖、夹具、夹具注环氧、玻璃纤维复合材料和碳纤维复合材料七小类，其中碳纤维复合材料补强技术综合性能最优，是目前最有应用前景的维修补强技术。

腐蚀疲劳裂纹扩展微机辅助测试与分析

腐蚀疲劳裂纹扩展机制甚为复杂。就钢来说，往往呈现应力腐蚀类型的裂纹扩展机制，裂纹扩展速率受阳极溶解造成的裂尖钝化，裂缝闭塞电池效应，裂纹的宏微观分叉，氢致脆化，腐蚀产物造成的闭合效应等诸多因素的影响，反映在裂纹扩展速率曲线上。

腐蚀疲劳力学—化学模型研究进展

研究表明,腐蚀疲劳中力学—化学交互作用要涉及下述三种作用过程:1)介质传输;2)表面吸附与反应;3)固体扩散与脆化。其中进行最幔的过程起支配作用。由于腐蚀疲劳力学—化学交互作用过程十分复杂,影响因素很多,现在业已建立的模型,一般都是针对某一过程而提出的。本文从交互作用过程的角度,对腐蚀疲劳中的力学—化学模型进行分类与评述,给出各种模型的物理构思及数学描述,提出各种模型的适用范围及局限性,最后展望了腐蚀疲劳力学—化学模型的研究趋势。

应力比和频率对GC－4钢CF裂纹扩展特性的影响

研究了五种应力比和四种频率对ＧＣ－４（４０ＣｒＭｎＳｉＭｏＶＡ）钢在３５％ＮａＣｌ中性溶溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展（ＣＦＣＧ）特性的影响．结果表明，在高应力比时，ＣＦＣＧ的ｄα／ｄｔ－Ｋｍａｘ曲线存在两个平台区ＰⅠ和ＰⅡ，且（ｄａ／ｄｔ）ＰⅡ＜（ｄａ／ｄｔ）ＰⅠ．ＣＦＣＧ的ｄａ／ｄＮ－△Ｋ曲线的平台区起始值面△Ｋｐ随频率升高呈幂函数关系而降低．从表面电化学反应动力学、裂尖表面形变动力学以及裂尖材料内部氢的扩散动力学三个方面综合考虑，导出了△ＫＰ－ｆ的理论函数关系．该函数关系与ＣＦＣＧ试验数据所显示的函数关系十分一致．

腐蚀疲劳波形效应的裂尖析氢、输氢模型与试验验证

把裂尖表面形变动力学和裂尖表面析氢反应电化学动力学相结合，对裂尖表面析氢反应的波形效应进行了定量分析．把裂尖形变动力学与位错运动动力学相结合，提出了氢的接力式位错输送概念，并建立了波形效应的位错输氢模型．用上述定量模型与理论对正锯齿波、三角波和负锯齿波三种波形的腐蚀疲劳裂纹扩展速率的相对大小进行了预测．为验证上述模型，还用疲劳测试和断口分析方法研究了三种波形对ＧＣ－４（４０ＣｒＭｎｓｉＭｏＶＡ）钢在３．５％ＮａＣｌ溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展特性的影响．试验结果与模型预测结果十分吻合．

波形和频率对GC-4钢腐蚀疲劳裂纹扩展特性的影响

对三角波、正锯齿波、负锯齿波、方波和负脉冲波5种波形及3种频率为1Hz、5Hz、20Hz对GC-4(40CrMnSiMoVA)钢在3.5％NaCl中性溶液中疲劳裂纹扩展速率的影响进行了试验研究。结果表明,GC-4钢腐蚀疲劳(CF)具有显著的波形和频率效应;在CF过程中可同时存在静态应力腐蚀(SSCC)和动态应力腐蚀(DSCC),DSCC可以在K_(max)<K_(ISCC)时发生。文中还提出一种能较好地解释本文试验现象的过程竞争模型。

GC-4超高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展的温度效应

对GC-4(40CrMnSiMoVA)超高强度钢腐蚀疲劳(CF)裂纹扩展的温度效应进行了研究。结果表明,GC-4钢在3.5%NaCl溶液中平台区(中△K区)CF裂纹扩展的激活能约为氢扩散激活能的一半,说明氢扩散可能是其控制过程。在高△K区和低△K区,温度对CF裂纹扩展的影响出现交叉现象,估计与腐蚀产物和断裂韧性的温度效应有关。在60℃和45℃两种温度下,蒸馏水中的CF裂纹扩展速率大于3.5%NaCl中的。文中还对产生这些结果的原因进行了探讨。

微机辅助直流电位法腐蚀疲劳裂纹扩展速率测试研究

本文所给微机辅助直流电位法腐蚀疲劳裂纹扩展速率测试系统,采用峰值采样技术,消除了裂纹闭合影响。系统可同时给出 da/dN～△K 的波动曲线、光滑曲线及分段拟合后的曲线,有利于腐蚀疲劳裂纹扩展机制分析与寿命估算。系统用于GC-4钢研究表明,GC-4钢腐蚀疲劳裂纹扩展属于包含平台阶段的应力腐蚀型,符合过程竞争模型,但要对 Austen 模型进行修正。

CT试样裂纹电位测定的最佳方案分析

本文分析了 CT 试样裂纹电位测定方案,给出了最佳电流输入点和电位探测点,并指出 Johnson 公式原则上不适用于 CT 试样.

300M钢腐蚀疲劳裂纹萌生的超载特性

本文对300M钢在空气与3.5%NaCl溶液中疲劳裂纹萌生的周期超载和单次超载特性进行了试验研究与理论分析.试验结果表明,3.5%NaCl溶液中,单次超载所致腐蚀疲劳裂纹迟滞萌生的迟滞强度远小于周期超载的对应值.3.5%NaCl溶液中与空气中,超载迟滞强度均随超载比增大或等效应力幅(△σ_(eqv))水平的提高而增大在腐蚀疲劳裂纹萌生寿命估算中,只考虑单次超载的迟滞规律,会得出大大保守的寿命估计只有将单次超载和周期超载综合考虑。

超高强度钢CF裂纹扩展的超载效应 Ⅰ．定量模型及预测

将Ｗｉｌｌｅｎｂｏｒｇ的超载残余应力场模型与裂尖形变动力学、裂尖表面析氢反应电化学动力学以及裂尖材料内部氢的扩散动力学和热力学相结合，建立了氢脆腐蚀疲劳裂纹扩展（ＣＦＣＧ）超载效应的定量描述模型，给出了超载对裂尖表面析氢电化学反应及裂尖氢扩展影响的一系列判据和表达式．用上述模型进行的预测表明，对于超高强度钢，当两次超载周次之间裂纹扩展长度ａｄ远小于超载塑性区尺寸ｒｐＯＬ与恒载塑性区尺寸ｒｐＣＬＡ之差，即ａｄ＜＜ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，ＣＦＣＧ会发生比空气疲劳还强烈的超载迟滞效应．而当ａｄ＞ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，可能会发生超载加速效应．这种预测在后文中由试验的宏观规律与断口特征得到充分验证．

超高强度钢CF裂纹扩展的超载效应 Ⅱ．试验验证与分析

对ＧＣ－４（４０ＣｒＭｎＳｉＭｏＶＡ）钢在空气与３．５％ＮａＣｌ中性溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展（ＣＦＣＧ）的单次超载与周期超载效应进行了试验性研究．结果表明，ＣＦＣＧ超载迟滞效应由快速撕裂过程，迟滞过程和恢复过程组成．对于周期超载，当两次超载周次之间裂纹扩展长度ａｄ远小于超载塑性区尺寸ｒｐＯＬ与恒载塑性区尺寸ｒｐＣＬＡ之差，即ａｄ＜＜ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，ＣＦＣＧ会发生比空气疲劳时还强烈的超载迟滞效应．而当ａｄ＞ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，会发生超载加速效应．断口分析表明，当ａｄ＜＜ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，ＣＦＣＧ不会发生超载撕裂，而当ａｄ＞ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，会发生显著的超载撕裂．上述试验的宏观规律与断口特征均验证了前文所建立的ＣＦＣＧ超载效应的定量描述模型．

300M钢腐蚀疲劳小裂纹扩展特性及其超载效应

在３．５％ＮａＣｌ溶液（ＳＷ）、蒸馏水和空气三种环境，两种应力比和四种应力水平的实验条件下对３００Ｍ（４０ＣｒＭｎＳｉＮｉＭｏＶ）钢腐蚀疲劳（ＣＦ）时长裂纹扩展（ＬＣＧ）和小裂纹扩展（ＳＣＧ）特性的影响进行了研究．对不同应力水平下，周期超载对３００Ｍ钢在空气与ＳＷ中的ＬＣＧ和ＳＣＧ特性的影响进行了对比研究．结果表明，晶界等微观障碍对小裂纹扩展的阻滞作用是高强钢小裂纹现象的本质原因．施加腐蚀环境，超载或提高应力水平均有利于小裂纹越过微观障碍．虽然超载显著降低长裂纹的裂纹扩展速率，但对小裂纹扩展则既可能引起迟滞效应，也可能引起加速效应．氢在晶界聚集，导致晶界脆化，可能是造成本文环境因素与力学因素对小裂纹扩展影响的一个主要原因．

一种新的FCP微机测试系统的功能、原理及应用

本文介绍了作者所研制的微机辅助直流电位法疲劳裂纹扩展速率测试系统的功能及原理,给出了系统的硬件及软件结构框图。作者首次采用了变密度数据存储,曲线压缩换屏监测及坐标变换旋转放大卷积割线求导等方法。文末简述了本系统用于疲劳短裂纹测试的结果与分析。

环境介质与应力比对300M钢腐蚀疲劳裂纹萌生寿命的影响

研究了３．５％ＮａＣｌ溶液（ＳＷ）、蒸馏水（ＤＷ）和空气（ＡＩＲ）３种环境和Ｒ＝０．１、０．５两种应力比对３００Ｍ钢疲劳裂纹萌生寿命（ＦＣＩＬ）的影响。结果表明，腐蚀环境显著降低疲劳强度和ＦＣＩＬ。在同一等效应力幅（Δσｅｑｖ）水平下，３种环境中的ＦＣＩＬ（Ｎｉ）的大小依次为（Ｎｉ）ＡＩＲ＞（Ｎｉ）ＤＷ＞（Ｎｉ）ＳＷ。在同一等效应力幅Δσｅｑｖ水平下，３００Ｍ钢在ＳＷ小的腐蚀疲劳（ＣＦ）裂纹萌生寿命（ＣＩＬ）随应力比的提高而提高。义小给出了Ｎｉ与Δσｅｑｖ，ＣＦ强度损失因子Ｄｓ与Ｎｉ，ＣＦＣＩＬ损失因子ＤＬ与Δσｅｑｖ等的关系人达式。

化学短裂纹研究进展

本文概述了化学短裂纹的一些重要研究结果,对腐蚀介质传递、氧阻滞模型、氢传递模型、短裂纹的应力腐蚀与腐蚀疲劳等关系作了简述,并展望了化学短裂纹的研究趋势.

温度对GC-4钢CF裂纹扩展速率及断口形貌影响

一、前言 对于在常温下金属材料腐蚀疲劳（CF）的温度效应研究虽有所报道,但迄今为止,未见到对金属材料在3.5％NaCl溶液（SW）和蒸馏水（DW）这两种常见介质中的温度效应进行专门的对比研究。本文对GC-4（40CrMnSiMoVA）超高强度钢在SW与DW中CF裂纹扩展的温度效应和断口形貌进行了对比性的试验研究,并结合理论分析,得到了一些有用的研究结论。 二、材料与试验方法 试验用GC-4钢为电弧炉—电渣重熔钢棒,材料化学成分（wt％）为:C0.40,Si1.45,Mn0.90,Cr1.44,Mo0.50,V0.10,P0.07,S0.002。改锻后,取对CF较为敏感的T-L向加工成宽度W=50mm,厚度B=15mm的标准CT试样。试样热处理制度为920℃等温20min,300℃等温1h,200℃/20h除氢处理,获得贝氏体组织。材料基本力学性能为σb=1800MPa,σ0.2=1321MPa,δ（％）=12.4,φ（％）=48.4。

热处理和环境对GC-4钢CF及SCC裂纹扩展的影响

本文对热处理制度、介质成分及 pH值三种影响因素对GC-4(40CrMnSiMoVA)钢的腐蚀疲劳(CF)裂纹扩展速率(da/dN)_(CF)与应力腐蚀开裂(SCC)裂纹扩展速率(da/dt)_(SCC)的影响进行了对比研究。结果表明,这些因素对(da/dN)_(CF) 和(da/dt)_(SCC)有着不同的影响规律.(da/dN)_(CF)和(da/dt)_(SCC)均随σ_s的提高而提高,但(da/dN)_(CF)提高的幅度远小于(da/dt)_(SCC)提高的幅度.蒸馏水中的(da/dt)_(SCC)略大于3.5％NaCl溶液中的(da/dt)_(SCC),但蒸馏水中的(da/dN)_(CF)却远小于3.5％NaCl溶液中的(da/dN)_(CF).在 3.5%NaClI溶液中,随pH值增加,(da/dN)_(CF)下降,(da/dt)_(SCC)却增加.本文分别从裂尖材料的循环软化与硬化、裂纹闭合及闭塞电池效应等方面对上述现象进行了解释。

超高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展的温度效应及物理机制

本文对GC-4钢在3.5％NaCl溶液(SW)与蒸馏水(DW)中腐蚀疲劳裂纹扩展速率(CGR)的温度效应进行了试验研究。结果表明,中△K区CGR的温度效应可用热激活方程来描述。SW与DW中CGR的激活能分别为 Q_(SW)=23.382kJ/mol与Q_(DW)=30.358kJ/mol。温度 T>45℃时,(da/dN)_(sw)<(da/dN)_(DW),T<17℃时,(da/dN)_(SW)(da/dN)_(DW)。文中还对产生上述结果的物理机制与CGR的控制过程从理论上进行了探讨。