【摘 要】
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随着能源需求的激增和陆地能源资源日趋枯竭,海洋油气资源开发被提到日程。海洋环境具有多元性、复杂性和可变性。海水的静水压力、含氧量、温度、光照、p H值、含盐量、海水流速和海洋生物污损等均会影响海底管道的完整性。本文通过电化学测试、慢应变速率拉伸等实验,结合扫描电镜等微观观察手段,系统研究了X70管线钢母材及焊缝在海洋环境中的腐蚀行为。得到如下主要结论:(1)在3.5%Na Cl溶液中,静水压力从0
【基金项目】
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辽宁省教育厅重点项目(L2017LZD004);
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随着能源需求的激增和陆地能源资源日趋枯竭,海洋油气资源开发被提到日程。海洋环境具有多元性、复杂性和可变性。海水的静水压力、含氧量、温度、光照、p H值、含盐量、海水流速和海洋生物污损等均会影响海底管道的完整性。本文通过电化学测试、慢应变速率拉伸等实验,结合扫描电镜等微观观察手段,系统研究了X70管线钢母材及焊缝在海洋环境中的腐蚀行为。得到如下主要结论:(1)在3.5%Na Cl溶液中,静水压力从0增大至2MPa时,X70管线钢母材及焊缝的腐蚀速率增大,腐蚀形态表现为点蚀,腐蚀产物主要为Fe OOH。当静水压力增加到3MPa时,母材及焊缝的腐蚀形态均向全面腐蚀状态发展,由于X70管线钢表面因生成具有保护性的Fe3O4,腐蚀速率降低。在相同静水压力下,由于焊缝与母材成分有所不同,焊缝比母材腐蚀严重。(2)当静水压力为0~2MPa时,X70管线钢母材及焊缝在3.5%Na Cl溶液中X70钢应力腐蚀开裂(SCC)敏感性随着静水压力增加而增加;继续增加到3MPa时,SCC敏感性有降低的趋势。SCC敏感性不正相关于静水压力,而取决于金属表面点蚀的状况。在同一静水压力条件下焊缝的SCC敏感性比母材高。随静水压力增加,X70管线钢母材及焊缝表面的阳极溶解被促进,同时也促进更多的氢原子进入钢中,因此其开裂机制是由阳极溶解和氢致开裂共同控制的混合机制。(3)在3.5%Na Cl溶液中,流速为0-2m/s时X70管线钢的腐蚀速率随着流速的增加而增大,继续增加流速至3m/s时,X70管线钢表面因生成具有保护性的Fe3O4以及Fe OOH,使腐蚀速率降低。进一步说明流速并没有改变材料的腐蚀历程,仅仅提高或者降低了其腐蚀速率。(4)流体静止时,X70管线钢的腐蚀形态表现为局部腐蚀,腐蚀产物主要为Fe OOH;流速为1-3 m/s时,X70管线钢的腐蚀形态表现为全面腐蚀,腐蚀产物主要为Fe OOH、Fe3O4。在2m/s时X70管线钢试样表面的腐蚀产物被冲刷掉一部分,腐蚀速率最大。
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