X100管線鋼已被提議用于我國西氣東輸?shù)谌诠艿拦こ痰慕ㄔO(shè),為適應(yīng)長距離輸送的要求,實際管道之間依靠焊接形成的焊接接頭是由母材、熱影響和焊縫組成,因其組織復(fù)雜,易成為腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)。運輸?shù)氖�、天然氣中含H₂S腐蝕介質(zhì),極易引起管道發(fā)生氫致開裂（HIC）,氫原子（H）在鋼中陷阱處被捕獲是導(dǎo)致HIC發(fā)生的關(guān)鍵。因此,探究X100管線鋼及其焊接接頭在濕H₂S環(huán)境HIC以及氫捕獲行為能為制定應(yīng)用防護措施提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。本文以X100管線試驗鋼及其焊接接頭為研究對象,依據(jù)NACE TM0284-2011標準對其HIC敏感性進行評估,并對HIC裂紋觀察與分析,闡明試樣HIC差異原因及HIC裂紋萌生和擴展規(guī)律。通過氫顯、氫滲透、電化學(xué)循環(huán)充放氫技術(shù)對試樣在H₂S環(huán)境中H滲透、擴散和捕獲行為進行觀察、分析,定量得到可逆H/不可逆H濃度,從本質(zhì)上探討H對HIC行為的影響。最后,X100管線鋼母材采用熱處理方式,得到熱影響區(qū)和焊縫區(qū)模擬組織進行HIC行為的研究,界定出X100焊接接頭中最薄弱的微觀區(qū)域。結(jié)果表明:X100管線鋼焊接接...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 文獻綜述
    1.1 管線鋼的概述
        1.1.1 油氣管道鋪設(shè)概況
        1.1.2 管線鋼的發(fā)展歷程
        1.1.3 管線鋼的應(yīng)用現(xiàn)狀及研發(fā)趨勢
        1.1.4 管線鋼焊接接頭簡介
    1.2 管線鋼在濕H₂S環(huán)境下的腐蝕情況
        1.2.1 管線鋼的氫致開裂(HIC)
        1.2.2 硫化物應(yīng)力腐蝕開裂(SSCC)
    1.3 氫致開裂機理的研究
        1.3.1 氫壓理論
        1.3.2 氫降低結(jié)合能理論
        1.3.3 氫降低表面能理論
        1.3.4 氫促進局部塑性變形導(dǎo)致脆斷理論
    1.4 管線鋼HIC行為的影響因素
        1.4.1 環(huán)境因素對HIC的影響
        1.4.2 化學(xué)成分對HIC的影響
        1.4.3 微觀組織對HIC的影響
        1.4.4 夾雜物對HIC的影響
    1.5 管線鋼氫捕獲行為的研究進展
        1.5.1 捕獲氫的觀察
        1.5.2 捕獲氫對HIC的影響
        1.5.3 氫滲透曲線的測量
    1.6 電化學(xué)循環(huán)充放氫的介紹
        1.6.1 電化學(xué)循環(huán)充放氫原理
        1.6.2 電化學(xué)循環(huán)充放氫的影響因素
        1.6.3 可逆氫/不可逆濃度的計算
    1.7 本文研究意義及主要研究內(nèi)容
第2章 X100管線鋼焊接接頭飽和H₂S環(huán)境HIC敏感性研究
    2.1 引言
    2.2 試驗材料及方法
        2.2.1 材料
        2.2.2 組織觀察和硬度測量
        2.2.3 HIC敏感性試驗
        2.2.4 氫顯試驗
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 組織和硬度
        2.3.2 夾雜物類型和尺寸的統(tǒng)計分析
        2.3.3 HIC敏感性測試結(jié)果
        2.3.4 HIC裂紋的萌生與擴展
        2.3.5 H的分布和聚集
    2.4 本章小結(jié)
第3章 X100管線鋼焊接接頭氫滲透動力學(xué)行為
    3.1 引言
    3.2 試驗材料及方法
        3.2.1 材料
        3.2.2 飽和H₂S環(huán)境下氫滲透實驗
        3.2.3 電化學(xué)循環(huán)充放氫實驗
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 氫滲透動力學(xué)參數(shù)
        3.3.2 可逆氫和不可逆氫濃度的大小
    3.4 本章小結(jié)
第4章 X100管線鋼焊接接頭微區(qū)模擬組織氫致開裂及氫滲透行為
    4.1 引言
    4.2 試驗材料及方法
        4.2.1 材料
        4.2.2 熱處理工藝的制定
        4.2.3 微區(qū)模擬組織的觀察
        4.2.4 微區(qū)模擬組織HIC敏感性的測量
        4.2.5 微區(qū)模擬組織電化學(xué)氫滲透曲線的測量
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 熱影響及焊縫區(qū)顯微組織
        4.3.2 HIC敏感性測試結(jié)果
        4.3.3 中心組織的觀察
        4.3.4 HIC裂紋的萌生
        4.3.5 HIC裂紋的擴展方式
        4.3.6 氫滲透動力學(xué)行為
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目



本文編號：4049551