低碳结构钢的氢脆行为研究

采用宏观、微观、纳米等手段,开展低碳钢在酸性环境中氢诱导作用对其力学性能影响进行研究。从研究结果可以看出,氢浓度和腐蚀扩展速率存在一定关系,低碳钢暴露于富氢酸性环境28天后,体积弹性模量显著降低。通过微观结构分析,发现氢渗透引起的大晶粒的变形、裂纹和氢鼓包是性能下降的主要原因。此外,通过在不同时间对试样的不同区域进行纳米压痕,确定了氢对晶粒纳米弹性和纳米硬度性能的影响。在宏观、微观和纳米层面上对受到氢损伤钢的力学性能的进一步研究,将对低碳结构钢的维护和使用寿命预测提供一种新途径。

API J55套管腐蚀损伤剩余强度研究

为了准确评估腐蚀损伤后的API J55级HFW套管剩余强度,以在石油钻机中使用了70 000 h的套管为研究对象,通过加工不同损伤程度的人工缺陷对管道进行压力试验,研究了套管腐蚀损伤后管道内的最大允许压力评估标准,并进行了有限元数值模拟。采用ASME B31G标准、修订后的ASME B31G标准、 CHoi’s结论的三种表达式估算了腐蚀损伤后管道的剩余强度值,并与有限元分析结果进行了比较。结果表明,腐蚀损伤缺陷的深度小于管体的50%时,不会影响其结构的完整性;有限元模拟计算结果与试验结果吻合;利用有限元方法进行腐蚀损伤预测时很大程度上取决于其参考应力值。

油田卤水对X70管线钢腐蚀行为的影响

为了研究油田卤水对X70管线钢的腐蚀影响,通过在Muscat油田卤水和3.5%NaCl溶液两种条件下的慢应变速率拉伸试验和电化学腐蚀试验,并采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、能谱仪(EDS)对X70管线钢的腐蚀行为进行了分析。结果显示,X70管线钢在油田卤水中腐蚀速率明显下降,在盐水中腐蚀速率增大;在油田环境中,管线钢表面观察到了一层细小致密的碳酸铁腐蚀膜,腐蚀膜降低了腐蚀速率。研究表明,与3.5%NaCl盐水环境试验相比,油田卤水环境中形成的碳酸铁膜对管线钢起到了保护作用,延长了X70管线钢的失效时间。