管线钢的应力腐蚀行为与检测技术基础研究

摘要

该论文主要研究了X70钢在Na<,2>CO<,3>/NaHCO<,3>溶液和模拟地下水溶液这两类介质中的应力腐蚀破裂行为(SCC),并探讨了金属磁记忆检测技术应用在埋地管线钢SCC监检测的可能性.应用动电位扫描技术,通过研究X70管线钢在敏感性介质中的阳极极化行为,判断X70钢发生应力腐蚀破裂的可能性,并预测该钢种在特定介质中的SCC敏感电位区间;应用动电位扫描、循环伏安技术和电化学交流阻抗技术等电化学测试方法结合多种表面分析手段,研究X70钢表面膜的成分、结构和特性;应用慢应变拉伸实验,研究X70钢在两类实验介质中的应力腐蚀敏感性,并结合断口分析,研究X70钢在两种介质中的腐蚀机理;采用浸泡实验,对比U型弯曲试件和未弯曲试件的自腐蚀电位大小,考察应力因素对SCC诱发及发展的作用;利用金属磁记忆检测手段对已存在残余应力的试件进行检测,根据给出的评价标准对试件表面的应力变形状态进行了评价分析,并通过浸泡实验来验证给出的应力集中部位的腐蚀敏感性,探讨磁记忆检测应用在管线钢SCC监检测的可能性.

目录

文摘

英文文摘

北京化工大学学位论文原创性声明

前言

第一章文献综述

1.1应力腐蚀破裂(SCC)

1.1.1应力腐蚀破裂的基本特征

1.1.2应力腐蚀破裂微裂纹形核方式

1.1.3应力腐蚀破裂的一般机理

1.1.4应力腐蚀破裂的形成条件与影响因素

1.2埋地管线钢的应力腐蚀破裂

1.2.1管线钢应力腐蚀破裂的种类

1.2.2高pH值应力腐蚀破裂(IGSCC)

1.2.3近中性pH值应力腐蚀破裂(TGSCC)

1.2.4埋地管线钢应力腐蚀破裂的模拟介质条件

1.2.5埋地管线钢应力腐蚀破裂的研究方法

1.2.6应力腐蚀破裂的表征参量

1.3管道腐蚀检测技术的现状

1.3.1管道外腐蚀检测技术

1.3.2管道内腐蚀检测技术

1.3.3磁记忆检测技术

第二章X70钢电化学行为与应力腐蚀相关性研究

2.1引言

2.2实验方法及装置

2.2.1 实验材料

2.2.2 实验介质

2.2.3 实验装置

2.2.4 实验方法

2.2.5表面金相分析

2.3结果与讨论

2.3.1 X70钢的阳极极化行为

2.3.2 X70钢SCC敏感性的预测

2.3.3表面金相照片

2.4 结论

第三章X70钢表面膜性能与应力腐蚀相关性研究

3.1 引言

3.2实验方法及装置

3.2.1试样制备

3.2.2实验介质

3.2.3实验装置

3.2.4实验方法

3.2.5表面分析

3.3结果与讨论

3.3.1 X70钢在NaHCO3/Na2CO3溶液中阳极反应过程分析

3.3.2 HCO3-浓度对X70钢阳极反应过程的影响

3.3.3不同电位下表面膜的交流阻抗谱特征

3.3.4 X-射线衍射及红外光谱表征双层膜结构

3.3.5 XPS表征双层膜结构

3.3.6 SEM观察膜表面形貌

3.4 结论

第四章X70钢应力腐蚀敏感性研究

4.1引言

4.2实验方法与装置

4.2.1 试样制备

4.2.2 实验装置

4.2.3 实验步骤

4.2.4断口形貌观察

4.3结果与讨论

4.3.1 在Na2CO3/NaHCO3溶液中的应力一应变曲线

4.3.2 在NS4和NOVA溶液中的应力—应变曲线

4.3.3扫描电镜分析

4.4 结论

第五章浸泡实验及磁记忆检测初步研究

5.1引言

5.2实验方法及装置

5.2.1实验用设备

5.2.2实验方法

5.3结果与讨论

5.3.1 浸泡实验

5.3.2磁记忆检测与应力腐蚀相关性实验

5.4结论

第六章全文总结

参考文献

致谢

研究生期间发表论文目录