剥离涂层下管线钢应力腐蚀开裂机理研究

剥离涂层下管线钢应力腐蚀开裂机理研究

本文采用电化学试验、慢应变速率拉伸试验、腐蚀疲劳试验等试验方法,以高强度的X90管线钢为为研究对象,对剥离涂层下X90管线钢在近中性pH值溶液中（乌鲁木齐地区土壤模拟溶液）的应力腐蚀开裂机理进行分析和研究。文章通过试验对剥离涂层下X90管线钢在近中性pH值溶液中的电化学行为、试样在溶液中的应力腐蚀开裂（SCC）的敏感性以及试样在试验条件下的裂纹扩展行为进行了分析,讨论了试验条件下应力腐蚀开裂机理,同时也对分析了裂纹的扩展速率,结论如下:剥离涂层下X90管线钢在近中性pH值溶液中的电化学试验结果表明:在不同位置处的自腐蚀电位分别为-718.6mV、-733.8mV、-722.4mV、-686.3mV、-763.7mV,测得的极化曲线都具有典型的活性溶解的特征,没有发现活化-钝化的现象;试样在剥离区腐蚀电流密度Icorr随试样与破损口距离的增加先减小后又增大。

漏点处即d=5cm处和距离漏点位置最远处即d=20cm处腐蚀速率较快,在中部位置d=10cm和d=15cm处腐蚀速率较慢。慢应变速率拉伸试验结果表明:不同滞留液中有一定的应力腐蚀敏感性,且在近漏点处和剥离区底部应力腐蚀敏感性较大,剥离区中部的应力腐蚀敏感性较小。

剥离涂层下X90管线钢在近中性pH值滞留液环境中的拉伸断裂属于穿晶型应力腐蚀开裂;不同的外加电位条件下有明显的应力腐蚀敏感性,随着外加电位的负移,X90管线钢的SCC敏感性系数表现出先减小再增大的趋势,具有明显氢脆机制的SCC特征,在电位为Eocp条件下,SCC机制为阳极溶解机制;电位为-850mV 时,SCC机制为阳极溶解+氢脆机制的两种机制共同作用的混合机制;当电位低于-850mV,SCC机制为氢脆机制。而腐蚀疲劳试验结果表明:剥离涂层下X90管线钢

应力腐蚀疲劳裂纹扩展在近中性pH值溶液环境（乌鲁木齐地区土壤模拟溶液）中具有较高的断裂敏感性,X90管线钢在近中性pH值溶液环境中近门槛区的应力腐蚀裂纹扩展速率可用da/dN=4.41×10^-9（ΔK-6.48）

^1.46来近似描述,而在裂纹稳定扩展区则可用da/dN=5.81×

10^-10（ΔK-8.63）²来表示;在空气中或者在乌鲁木齐地区土壤模拟溶液环境中试样的断口都表现出脆性断裂特征,而且断面都存在着二次裂纹,裂纹以穿晶开裂为主,同时也存在着少量的沿晶开裂,裂纹开裂机制总体表现为混合开裂形式。