条形缺陷对L360管线钢环焊缝硫化物应力腐蚀开裂敏感性的影响

通过抗硫化物应力腐蚀试验、慢应变速率拉伸试验、氢含量测试等方法研究条形缺陷对H_(2)S环境下L360管线钢环焊缝硫化物应力腐蚀开裂敏感性的影响。结果表明,环焊缝在72%、85%和110%SMYS(最小屈服强度)应力水平下,热影响区出现裂纹且裂纹长度随加载应力增大而增大;条形缺陷环焊缝试样在屈服点后快速发生断裂,其断裂应变(0.024)仅为非缺陷环焊缝试样的21.05%;条形缺陷存在促进氢离子在裂纹尖端聚集从而加剧发生开裂倾向,消氢处理技术可以有效降低氢含量,降低环焊缝抗硫化物应力腐蚀开裂敏感性降低。

氢环境对高钢级管线钢力学性能影响规律研究

在“双碳”目标背景下,天然气管道掺氢将成为未来大规模、长距离输送氢气的主要方式。但氢气的掺入将会对现有天然气管道运行、安全维护等方面带来新的挑战。针对纯氢环境下高钢级管道力学性能劣化规律不明确的问题,通过总结并对比现有试验过程中纯氢环境模拟方法,优选出高压动态气相充氢作为试验的纯氢环境模拟方法,并在不同纯氢环境、1.01×10^(-4)和1.01×10^(-5)mm/s这2种位移速率下,针对X80管线钢开展了多组高压慢应变速率拉伸试验,获得试验数据及试样断口形貌,分析氢对管线钢力学性能的影响。分析结果认为:在纯氢环境中X80管线钢的屈服强度、极限抗拉强度相对于空气环境中略微增加,增加程度均小于8%;在1.01×10^(-4)和1.01×10^(-5)mm/s这2种位移速率的氢环境下,X80管线钢的断后伸长率分别减小了6.04%和14.88%,表明随着位移速率的减小,管线钢氢损伤程度增大;气相缓蚀剂和环己胺对X80管线钢氢损伤均有抑制作用。研究结果对高压天然气管道掺氢或纯氢管道的设计与评价具有一定的参考价值。

氢脆导致Q235B钢板断后伸长率不合格

某南方钢厂,于梅雨季节期间持续出现Q235B钢板断后伸长率不合格的现象。为查清断后伸长率不合格原因,将同批次断后伸长率不合格与合格的试样进行力学性能试验、化学成分分析、断口形貌分析、金相检验等对比分析。结果表明:钢板中残留的氢元素,最终导致该Q235B钢板断后伸长率不合格,而钢中非金属夹杂物也是断后伸长率不合格的影响因素之一。为了验证上述分析,将该批次钢板进行去氢处理,经处理后的钢板氢脆现象消失,断后伸长率不合格现象得以消除。

不同应力三轴度下电化学充氢对X80管线钢性能影响

采用缺口圆棒拉伸试验、电化学充氢和扫描电镜观察等方法研究了不同应力三轴度下氢对X80管线钢性能影响。结果表明,对于初始应力三轴度相同的X80管线钢,电化学充氢降低了材料的缺口试样抗拉强度和断面收缩率,同时随着充氢时间延长,强度和断面收缩率降低越明显。缺口拉伸试样初始应力三轴度由1.02升高为1.25,材料的缺口试样抗拉强度和断面收缩率降低,当充氢8 h,材料抗拉强度降低幅度由1.3%升高至5.5%;充氢24 h条件下,材料抗拉强度降低幅度随应力三轴度升高,由6.6%升高至9.9%。同时随着应力三轴度不断升高,材料缺口位置应力集中程度越高,氢更容易在材料表面和内部扩散聚集,造成不可逆氢损伤,因而材料的抗拉强度降幅增大。

氢对高强度钢缺口拉伸强度的影响

利用慢应变速率拉伸试验方法研究高强度钢SCM435的氢脆敏感性。结果表明,SCM435钢经淬火回火抗拉强度为1450MPa时具有高的氢脆敏感性。经充氢后试样的缺口拉伸强度降低,并且随可扩散氢含量的增加,缺口拉伸强度呈幂函数方式下降。不同应力集中系数试样的试验表明,氢致断裂与局部氢浓度峰值和应力峰值有关。

锌-镍合金电镀中氢的共沉积

用电化学渗透测试方法研究了电镀锌 镍合金时渗氢量的变化规律 ,能够监控和评价镀层的氢脆性能 ,初步筛选出两种可用于高强度钢抗氢脆电镀用槽液组成。在氯化物 硫酸盐槽液体系和含有添加剂B的氯化物槽液中 ,常温下可获得耐氢脆性能良好的Zn Ni镀层。此外 ,缺口拉伸试验结果与电化学渗透测试结果相吻合。

2000MPa级马氏体钢的氢脆敏感性

通过SEM、TEM、XRD、化学相分析等方法对比研究新型扭杆弹簧用40Si2Ni2CrMoV钢(代号N1)和现有45CrNiMoVA钢微观组织及其力学性能,并利用升温脱氢分析(TDS)及慢应变速率拉伸(SSRT)方法对比研究两种试验钢的氢脆敏感性。结果表明,N1钢经300℃回火和45CrNiMoVA钢经180℃回火抗拉强度都在2000 MPa以上;N1钢和45CrNiMoVA钢的氢扩散系数分别为1.34×10^(-7)cm^2/s和2.07×10^(-7)cm^2/s;N1钢中氢扩散系数低于45CrNiMoVA钢,且经相同条件电化学充氢后,N1钢中充入的氢含量低于45CrNiMoVA钢,是N1钢的氢脆敏感性明显低于45CrNiMoVA钢的原因。

海洋大气中SO_2含量对16Mn钢腐蚀断裂及渗氢行为的影响

氢还原对钢材在大气腐蚀中的作用不可忽视,过去对其研究较少。采用电化学渗氢试验及慢应变速率拉伸方法研究了模拟海洋大气环境中SO2浓度对16Mn钢应力腐蚀断裂及氢渗透行为的影响。结果表明,随着SO2浓度的增大,试样断裂延伸率减小,断裂特征由塑性断裂逐渐转变为脆性断裂;随着SO2浓度的增大,氢渗透电流增大,SO2对氢渗透电流具有双重促进作用,第一个峰值的出现主要与SO2的酸性有关,第二个峰值的出现主要是由于酸的再生循环所致。

0Cr18Ni9/20G钢异质焊接接头的耐硫化氢应力腐蚀开裂性能

用A302和ENiCrFe-3焊条焊接0Cr18Ni9和20G钢,采用慢应变速率拉伸试验(SS-RT)研究了时效前后异质接头在不同浓度H2S溶液中耐H2S应力腐蚀开裂(SSCC)行为。结果表明:两种焊条焊接的异质接头的力学性能随时效时间延长而下降,时效后ENiCrFe-3焊条的接头性能较A302的好;两种焊条的异质接头腐蚀敏感性都随H2S浓度的提高而显著提高;ENiCrFe-3焊条接头的耐应力腐蚀性能较A302的好;经600℃×56 h时效处理后,异质接头的耐应力腐蚀性能得到明显改善;时效时间延长到98 h后,接头耐应力腐蚀性能又有所下降。

45钢电镀锌-镍合金过程中的渗氢行为及其氢脆敏感性

目前,有关锌-镍合金电镀过程中氢脆问题的研究较少。采用双电解池测氢法研究了45钢在不同温度、电流密度、pH值下电镀锌-镍合金过程中的渗氢变化规律。通过慢应变速率拉伸试验法评价镀层氢脆性能,并用扫描电子显微镜(SEM)观察断口的微观形貌。结果表明:镀液温度对渗氢电流的影响最大,镀液温度越高,镀样断裂时间越短,氢脆敏感性越强;镀样的断裂时间小于空白样,说明镀样有不同程度的氢脆敏感性;镀样的断口呈解理断裂特征,空白样呈韧性断裂特征;用渗氢电流曲线可间接评价镀样的氢脆敏感性。

基于预充氢拉伸法的焊接接头氢致裂纹敏感性评价

提出了焊接接头预充氢拉伸法评价焊接接头氢致裂纹敏感性的新方法,以30Cr Mn Si Ni2钢TIG焊接接头为研究对象,对此方法进行了试验验证.结果表明,预充氢后的拉伸试样断裂位置由未充氢时的母材区转变为HAZ粗晶区,预充氢电流对屈服强度影响不大,随预充氢电流密度增加抗拉强度下降,断后伸长率和断面收缩率减小.同时,随着预充氢电流的增加,断裂方式由准解理断裂和韧窝断裂组成的混合型断裂逐渐向穿晶准解理断裂和沿晶准解理混合断裂过渡.预充氢拉伸试验结果表明该方法能够方便地确定焊接接头临氢环境时的薄弱环节,有效评价焊接接头氢致裂纹敏感性.

预形变及模拟压水堆一回路水中预浸泡对690合金拉伸性能的影响

研究了预充氢和模拟压水堆核电站一回路水中预浸泡对有、无经过20%轧制冷加工690合金拉伸性能的影响。室温下空气中拉伸试验结果表明,冷加工显著提升690合金的抗拉强度并降低延伸率和断面收缩率;预充氢显著降低有、无冷加工690合金的延伸率和断面收缩率,并且降低冷加工690合金的抗拉强度;高温水中预浸泡对未冷加工690合金的拉伸性能有一定影响。320℃高温水中测得的抗拉强度、延伸率和断面收缩率均低于室温时的值;高温水中预浸泡对抗拉强度和延伸率的影响不大,使断面收缩率略有增大。

高压临氢环境中材料氢脆测试方法讨论

材料的高压氢脆问题是氢气储运中所常见的,针对材料氢脆性能的评价试验方法在国际上已经有许多标准发行,我国尚无相关标准,本文即针对材料氢脆的测试方法进行了介绍及讨论。根据载荷作用机制的不同,材料高压氢脆的测试方法可以分为三大类,分别为圆片试验方法、基于断裂力学的试验方法与基于慢应变速率拉伸的试验方法。这三类试验方法根据试样形式的不同会有所变动,在材料性能测试中所检测的指标也会有所不同,需根据工程实际进行合理选择。此外,为了推进材料氢脆性能评价研究,需加快对高压氢气试验装备的研发。

45钢拉伸试样氢脆断裂分析

对45钢力学拉伸试验后试样的内部组织结构及断口的全面分析，认为钢中存在较高含量的氢是造成钢材脆性断裂的主要原因。

34CrNi3Mo钢慢拉伸时氢脆的临界氢含量研究

利用系列氢含量试样的慢拉伸试验,探讨了34CrNi3Mo 钢氢致脆化的平均临界氢含量,为定量化氢脆研究提出了可行的方法。试验得到34CrNi3Mo 钢氢脆的平均临界氢含量为0.93ppm。

热浸镀锌-5％铝钢材在海水中的氢脆敏感性

热浸镀锌-5%铝镀层钢材在海洋环境中使用时可能存在氢脆问题。采用慢应变速率拉伸实验法,结合扫描电镜分析,研究了锌-5%铝镀层钢材在海水中的氢脆敏感性。发现锌-5%铝镀层对钢材基体进行阴极保护引起的氢渗透,可显著降低钢材的断后延伸率和能量密度,使钢材的断裂方式由韧性向准解理转变,提高了其在海水中的氢脆敏感性。

微观组织对X80直缝焊管与高压氢相容性影响研究

为研究不同组织X80直缝焊管与6.3 MPa氢气的相容性,采用扫描电镜分析、高压氢环境缺口试样慢拉伸试验等方法进行分析。结果表明,与6.3 MPa氮气条件相比,针状铁素体组织的Φ1422 mm钢管母材缺口试样在6.3 MPa氢气中抗拉强度、断面收缩率和拉伸位移损失率分别为5.1%、10.1%和1.3%;多边形铁素体+贝氏体组织的Φ1219 mm钢管母材缺口试样在6.3 MPa氢气中的抗拉强度、断面收缩率和拉伸位移的损失率分别为4.9%、62.8%和13.7%;针状铁素体Φ1422 mm钢管母材相比多边形铁素体+贝氏体组织Φ1219 mm钢管母材在6.3 MPa气态氢环境中具有更好的抗氢脆性能;Φ1422 mm钢管直焊缝和Φ1219 mm钢管直焊缝均为多边形铁素体组织;与氮气中相比,Φ1422 mm钢管直焊缝在6.3 MPa氢气中的抗拉强度、断面收缩率和拉伸位移损失率分别为4.4%、23.3%和10.2%;Φ1219 mm钢管直焊缝在6.3 MPa氢气中的抗拉强度、断面收缩率和拉伸位移损失率分别为2.7%、24.7%和10.4%。慢拉伸断口微观形貌表明6.3 MPa氢气的气体条件促进了氢致裂纹的萌生。

电解渗氢与低周疲劳对6061-T6Al合金力学性能的影响

采用电解渗氢与低周疲劳结合的方法,模拟研究Ⅲ型储氢瓶内胆用6061-T6Al合金在高压氢气环境与快速充放氢气过程中力学性能的变化规律,为储氢气瓶长期服役安全可靠性评价提供数据支持。结果表明:在电解渗氢过程中,部分H原子吸附在Al合金表面及表面氧化层中,部分H原子溶入Al合金晶格或晶界处,导致6061Al合金强度及塑性降低,且对合金塑性的影响更加明显。低周疲劳导致6061Al合金屈服强度、拉伸强度与屈强比上升,塑性下降,且随着σ_(max)的增大,拉伸断面上呈现更多的脆性断裂特征。在低周疲劳与电解渗氢共同作用下,6061Al合金强度小幅增大,塑性持续降低,且随着σ_(max)的增加,塑性下降幅度增加,拉伸断面准解理断裂特征愈加显著,服役可靠性明显降低。

氢气压力对L80钢氢脆敏感性的影响规律

对L80钢在室温不同氢气压力下的氢脆敏感性进行了评价。通过缺口慢应变拉伸试验,结合断口分析,研究了3~12 MPa氢气压力下,L80钢的氢脆敏感性的变化规律。结果表明:在室温环境下,L80钢在5 MPa及以下氢气压力下应用时,无明显脆性;在8 MPa及以上氢气压力下应用时,具有明显脆性;在氢气压力3~12 MPa环境下,L80钢拉伸试样主断面中心位置微观形貌从韧窝形貌转变为韧窝形貌与解理形貌共存,边缘位置微观形貌从韧窝形貌向解理逐渐转变,断面收缩率变化率由16.19%逐渐增加至46.79%。随着氢气压力的增加,L80钢的塑性损失增加,断口表现出明显脆化特征,氢脆敏感性逐渐增加。

加氢反应器组合顶盖板式主吊耳设计

文章以大庆石化建设公司120万t/a加氢反应器吊装为例,介绍一种新型的用于大型设备吊装的组合顶盖板式吊耳,并对其进行强度校核和拉力试验。组合顶盖板式吊耳具有可拆性,可与其他顶盖板组合重复使用,不仅解决了吊耳整体锻造的制造难题,还可节约部分吊装措施的费用。