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本文从液化气球罐再制造技术出发,针对16MnR和SPV50Q球罐用钢,在分析湿硫化氢环境下应力腐蚀开裂形式的基础上,通过残余应力测量和M-WOL预裂纹试样的应力腐蚀开裂试验,对不同硫化氢浓度、不同焊接状态条件下的应力腐蚀开裂进行研究.本文主要研究内容和结论如下:1.论文总结了湿硫化氢环境下常见的应力腐蚀开裂形式,指出氢鼓泡(HB)和氢致裂纹(HIC)与应力大小无关,仅与介质的苛刻度、材质纯净度及材料显微组织有关;而硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)和应力诱导的氢致开裂(SOHIC)与应力有密切的关系,焊接残余应力是重要的影响因素.2.通过磁弹法测量焊接残余应力,研究了SPV50Q和16MnR球罐用钢焊接试板的残余应力状况,研究表明在焊态情况下,16MnR焊接试板的焊接残余应力状况好于SPV50Q焊接试板,SPV50Q焊接试板上有的焊接残余应力超过0.7σ<,s>,而16MnR焊接试板的焊接残余应力不超过0.7σ<,s>.3.由于SPV50Q焊接后,在焊接粗晶热影响区存在淬硬性组织,使得焊接残余应力较大,如果不经过焊后热处理,在湿硫化氢环境下使用,容易引起应力腐蚀开裂.4.考虑不同材料、不同焊接状态和不同硫化氢浓度,进行了M-WOL预裂纹试样应力腐蚀开裂试验.试验结果表明随着硫化氢浓度的减少,应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt降低,应力腐蚀临界应力强度因子K<,ISCC>增加.对于SPV50Q钢和16MnR钢,在焊态情况下,粗晶热影响区的应力腐蚀裂纹扩展速率最大,应力腐蚀临界应力强度因子K<,ISCC>最小,说明抗硫化氢环境下的应力腐蚀开裂能力最弱.热处理有助于降低应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt,提高应力腐蚀临界应力强度因子K<,ISCC>,增加抗应力腐蚀开裂的性能.5.SPV50Q钢试样裂纹扩展速率在任何情况下较16MnR钢高,说明SPV50Q钢具有较高的应力腐蚀开裂敏感性,这是因为SPV50Q钢经过淬火回火调质处理,屈服强度和抗拉强度得到显著提高,塑韧性相对较低,特别是焊接后热影响区粗晶部分由于板条马氏体组织的生成,导致冷裂倾向增加和韧性下降的倾向.就应力腐蚀临界应力强度因子K<,ISCC>而言,16MnR材料最低,这主要与材料的强度有关,这并不说明16MnR材料在湿硫化氢环境下应力腐蚀开裂敏感性较高.