管線鋼在土壤環(huán)境中應力腐蝕破裂的研究.pdf

1、國外豐富的埋地管線運行經驗表明，土壤側的應力腐蝕破裂(StressCorrosion Cracking-SCC)是影響高壓輸氣管線長期安全運行的主要危險之一。該土壤SCC有兩類：高pH SCC和近中性pH SCC。對管線鋼土壤SCC進行深入研究有助于保證上海500多公里的高壓天然氣輸氣管線長期安全運行，降低發(fā)生SCC的風險。本工作用慢應變速率試驗(SSRT)方法在實驗室研究X70、X60和SS400三種管線鋼在高pH模擬溶液和上海周邊近

2、中性pH土壤溶液中的SCC特性。主要結論如下： 1．在高pH模擬土壤溶液中的試驗結果表明： 在高pH土壤模擬溶液中X70、X60和SS400管線鋼在-1500～-200mV(SCE)電位區(qū)間的SCC敏感性隨電位的正移而減小，而且表現(xiàn)出管線鋼強度越大，SCC敏感性也就越大。在30～65℃范圍內，在陽極極化區(qū)的溫度變化對X70高pH SCC敏感性影響不大，在陰極極化區(qū)，SCC敏感性隨溫度升高有所下降。破裂機理分析表明，當E>

3、EH(析氫電位)時，應該是陽極溶解占主導；當E≤E<,H>時，應該是氫致破裂占主導，斷口具有準解理特征。 X60和SS400焊材試樣在30℃高pH溶液中的SCC敏感指數(shù)同母材一樣隨電位的正移而降低，其SCC敏感指數(shù)普遍比母材高。 2．在上海周邊近中性pH土壤溶液中的試驗結果表明： X60鋼在30℃城鎮(zhèn)土、青黃土和青紫土溶液中以及SS400鋼在30℃黃泥土、黃夾沙和濱海鹽土溶液中SCC敏感指數(shù)隨電位的正移而下降，且

4、發(fā)現(xiàn)SCC敏感性與電極電流大小有一定的對應關系，電流越大，SCC敏感性也越大。土壤對X60、SS400的近中性pH SCC敏感性有一定的影響，在陰極電位區(qū)，X60在城鎮(zhèn)土溶液中的SCC敏感性最大，而在青黃土溶液中SCC敏感性最小；SS400鋼在濱海鹽土、黃夾沙溶液中的SCC敏感性明顯大于在黃泥土溶液中的SCC敏感性。破裂機理分析表明，當E>E<,H>(析氫電位)時，應該是氫致破裂和溶解共同作用；當E≤E<,H>時，應該是氫致破裂占主導。

5、 X60和SS400焊材試樣在上海周邊土壤溶液中的SCC敏感指數(shù)同母材一樣隨電位的正移而降低，其SCC敏感指數(shù)普遍比母材高，斷裂時間顯著比母材短。X60焊材的靠近熔合線的熱影響區(qū)、SS400焊材的焊縫區(qū)是各焊接件中SCC敏感性最大的區(qū)域。 3．由于三種管線鋼在各種模擬土壤環(huán)境中，在低電位區(qū)均表現(xiàn)出高的SCC敏感性，應充分注意陰極極化的不利作用，優(yōu)化陰極保護參數(shù)，避免過保護。X60焊材的靠近熔合線的熱影響區(qū)、SS400焊材的焊縫區(qū)