管线钢带状组织对CO2／H2S腐蚀行为影响的比较分析
管线钢硫化氢应力腐蚀的影响因素
第37卷 第4期2004年4月天 津 大 学 学 报Journal of Tianjin U niversityVol.37 No.4Apr.2004管线钢硫化氢应力腐蚀的影响因素Ξ陶勇寅,杜则裕,李云涛(天津大学材料科学与工程学院,天津300072)摘 要:为了解决国产高强钢的H2S应力腐蚀开裂(sulfide stress corrosion cracking,SSCC)敏感性问题,采用恒载荷拉伸法(constant load tensile)和慢应变速率法(slow strain rate test,SSRT)测试了在含H2S的介质中不同焊接匹配及不同冷变形度条件下管线钢母材及其焊接接头的SSCC性能.结果表明,不同的焊接匹配导致管线钢具有不同的耐腐蚀性能;冷变形促进了材料局部微观缺陷内能的增加,这些缺陷所在的位置往往是氢易被捕捉的地方;随着冷变形度的增加,材料的抗腐蚀能力降低.可见,焊接匹配和冷变形度是影响国产管线钢SSCC的重要因素.关键词:管线钢;焊接匹配;冷变形;H2S应力腐蚀开裂中图分类号:TG142;TG172 文献标志码:A 文章编号:049322137(2004)0420358205Influencing F actors of SSCC for Domestic Pipeline SteelsTAO Y ong2yin,DU Ze2yu,L I Yun2tao(School of Materials Science and Engineering,Tianjin University,Tianjin300072,China)Abstract:With the application of domestic pipeline steel in”G as Transmitting from West to East”engineer2 ing,it is urgent to study sulfide stress corrosion cracking(SSCC)properties of domestic high strength pipeline steels.The constant load tensile test and slow strain rate test(SSRT)were adopted to study the effect of weld2 ing materials and cold work on the SSCC of pipeline steels in the solution with H2S.The results suggested that different welding matches lead to different corrosive resistances of pipeline steels.A great deal of microstructure changes caused by cold work are in the state of high energy.With the increase of cold work of pipeline steels, consequently,the corrosion resistance for pipeline steels will decrease.In a word,welding match and cold work play an important role in corrosive properties of domestic high strength pipeline steels.K eyw ords:pipeline steels;welding match;cold work;sulfide stress corrosion cracking 石油和天然气作为国民经济发展的重要基础已被世界各国所重视.管道输送石油或天然气是最经济和最安全的运输方法.尤其是近年来天然气探明的储量急剧上升,使得输气管线在整个管道工程中所占的比例不断增加,从而输气管道的铺设量正在大幅度增加. 输气管道的铺设主要依靠焊接工艺来完成.由于焊接时管线钢经历着一系列复杂的非平衡的物理化学过程,造成焊缝和热影响区化学成分的不均匀性、出现淬硬组织、力学性能的不均质性及焊接接头区域电化学腐蚀特性的不同等,这些都将影响焊接接头处的腐蚀抗力.此外,管道的冷变形将导致材料发生一系列的微观缺陷,如滑移台阶、位错密度增大和空位增多等,这些是极易捕捉氢的地方,从氢脆腐蚀机理的角度分析,它们都会导致管线钢抗SSCC(sulfide stress corro2 sion cracking)性能的下降. 输气管道的服役条件多为潮湿环境,输送介质含H2S和酸性物质较多.腐蚀是影响管道系统可靠性和使用寿命的关键因素,其中硫化氢应力腐蚀是管线钢腐蚀的重要形式之一.它不仅造成穿孔而引起油、气和水的泄漏,而且往往造成重大的经济损失、人员伤亡、环境污染以及油气输送中断. 由于世界各国能源出现了紧张状况,20世纪70年代以来,石油开发出现了明显的变化,其中深井和超Ξ收稿日期:2002201217;修回日日期:2003209218. 作者简介:陶勇寅(1962— ),男,博士,副教授,现在河北石油技术学院工作.深井含H 2S 腐蚀介质的油气田得到了迅速开发.国外出现了不少含H 2S 和CO 2较多的酸性油气田,我国的一些油气田H 2S 和CO 2的含量也是很高的.因此近年来,不少学者对管线钢SSCC 进行了研究[1～4]. 基于上述原因,笔者采用恒载荷拉伸法,慢应变率法法测试在含H 2S 的介质中,不同焊接匹配及不同冷变形度条件对管线钢母材及其焊接接头的SSCC 性能的影响.1 试验设计 试验分别选用两种材质的管线钢,化学成分见表1.A 编号的管线钢通过采用不同的焊接材料匹配,研究焊接匹配(表2～4,图1～3)对管线钢SSCC 性能的影响;对B 编号的管线钢进行不同程度的冷加工,研究冷变形度(表5)对管线钢SSCC 性能的影响.表1 管线钢化学成分T ab.1 Chemical compositions of pipeline steels %编号C Si Mn S P Ni Cr Mo Cu Fe A 0.140.22 1.020.0030.0050.0220.030.1230.06Balance B0.160.170.920.0800.0400.1600.130.1300.04Balance表2 A 试验材料匹配及取样位置T ab.2 Welding m aterials and sample location of specimen A编号取样位置研究部位焊丝焊剂A板取样母材——A1板取样焊缝H08C S J101A2板取样焊缝W60KKm 215L HS表3 焊缝的化学成分T ab.3 Chemical compositions of w eld %编号C Si Mn P S Ni Cr Cu Nb V Ti Mo Fe A10.130.260.960.02000.00790.0240.0230.0060.0200.0110.01500.124Balance A20.130.221.320.00190.00580.0280.0230.0530.0190.0100.00380.122Balance表4 母材及焊接接头力学性能(拉伸试验)T ab.4 Mechanical properties of b ase metal and w eld (tensile test )编号试样类型σs /MPaσb /MPaδ/%断裂部位A 板母横向板母纵向5064886086143633母材母材A1焊接接头48864333母材A2焊接接头48862733母材表5 冷变形管线钢的力学性能T ab.5 Mechanical properties of cold w orked pipeline steels编号冷变形度/%σs /MPaσb /MPaδ/%硬度/HRCB1038057825.8 5.5B21059969915.913.6B32072474411.315.9B43080081812.118.7B54084785811.021.1B6508909027.926.5B7609349428.127.1B87098710237.327.7・953・ 2004年4月 陶勇寅等:管线钢硫化氢应力腐蚀的影响因素 图1～图3为A 母材及其两种焊接匹配所得焊接接头冲击韧性与试验温度的关系曲线.图1 试样A 的冲击韧度与试验温度的关系曲线Fig.1 R elationship of ductility andtemperature of specimenA图2 试样A1的冲击韧度与试验温度的关系曲线Fig.2 R elationship of ductility andtemperature of specimenA1图3 试样A2的冲击韧度与试验温度的关系曲线Fig.3 R elationship of ductility andtemperature of specimen A22 试验过程及试验结果 SSCC 除取决于材料与介质体系外,还取决于负荷条件.按试样加载方法有恒变形、恒载荷和慢应变速率法SSR T (slow strain rate test )3种[5].恒载荷试验法可以克服恒变形法中的一些缺点.SSR T 为动荷试验方法,在20世纪60年代初已经出现.自60年代后期到70年代,由于Parkins [6]教授的改进和发展,该试验方法得到了越来越广泛的应用.2.1 试验过程2.1.1 恒载荷试验过程 试样制备中A 、A1和A2均采用直径3mm 的圆棒.试样取向为焊缝横向及管母横向,每组平行试样3根.将加工好的试样经过150#～700#金相砂纸打磨后,用千分尺精确测量试样工作部位的尺寸,求出承受载荷截面积,然后用无水乙醇清洗,丙酮脱脂,放入干燥器内备用. 试验溶液为5%NaCl +0.5%CH 3COOH 的饱和H 2S (p H :3.5～4.0).试验温度为(24±3)℃.试验设备为恒载荷拉伸试验机. 试验在恒载荷拉伸机上进行.试验开始时,先挂上试样,按预定的载荷加载,腐蚀溶液容器两端密封,再向溶液内通入纯N 2约20min ,然后通入100%H 2S 气体30min ,开始记录试验数据.2.1.2 SSR T 试验过程 试样制备时B 试样尺寸及形状见图4所示.图4 SSRT 试样尺寸及形状Fig.4 Dimension and shape of specimen for SSRT 试验所用3种试验介质分别为:NACE 即5%NaCl +0.5%CH 3COOH +H 2S (饱和),空气介质和100%H 2S 溶液.试验温度为(24±3)℃.试验设备采用慢应变速率应力腐蚀试验机.该试验机有速度切换装置和应力应变传感器,可对速度、应力及应变进行自动测量. 试验过程中,首先用600#砂纸打磨试样,用无水乙醇清洗,接着再用去离子水清洗,最后用介质溶液冲洗并吹干.迅速测量并记录试样的原始尺寸,随后以应变率1×10-6s -1进行慢应变率应力腐蚀试验,直至试样断裂.试验结束后,立即将试样取下,用去离子水冲洗数次,再用乙醇清洗并吹干.测量试样标距长度的变化,最终得出不同冷变形度与断裂时应变之间的关系・063・天 津 大 学 学 报 第37卷 第4期 曲线.2.2 试验结果2.2.1 恒载荷试验结果 表6为恒载荷拉伸试验结果.由表6可以看出:不同的焊接匹配,在所加载荷分别为屈服强度100%、90%和80%时,断裂时间不同,母材相对于其他两种焊接匹配所得焊接接头的抗SSCC性能较高.表6 恒载荷拉伸试验结果T ab.6 R esults of constant load tensile test试样编号应力水平(σi/σs)/%载荷P/N断裂时间t/min A1006204704A1006204700A9055841613A9055841582 A8049634832A8049634816A11006561471A11006561459A19059053177A19059053296A180********A180********A21006398382A21006398378A2905758968A29057581201A28051182902A28051182873注:σi为初始应力.2.2.2 SSR T试验结果 图5是试样B在不同冷变形度条件下断裂应变与冷变形度之间的关系曲线.可以看出,断裂应变在腐蚀介质中相对于空气中发生了较大的变化.同时,随着冷变形度的增加(硬度增大),管线钢韧性减小,抗腐蚀能力降低.3 讨 论 影响SSCC的因素是多方面的[7,8],这也是腐蚀领域很难深入研究的原因之一.目前获得共识的SSCC 的影响因素主要有3个:金属材料本身的性质和状态;金属结构所承受的应力状态;金属所处的环境介质.其中每种影响因素又包括多个方面. 笔者主要从焊接匹配及冷变形两方面来讨论它们对管线钢SSCC性能的影响.图5 不同介质中试样B冷变形量与断裂应变之间的关系曲线Fig.5 R elationship of fracture strain and cold w orkof specimen B in different media3.1 焊接匹配对SSCC的影响 管线钢A在不同焊接匹配条件下的韧性有所不同(见图1～3),母材的韧性最大,第2种焊接匹配获得的焊接接头编号为A2的韧性最低.表6中相应数据表现为母材相对焊接接头抗SSCC能力较高,第2种焊接匹配的焊接接头A2的抗SSCC性能较差.可见油气管道的韧性是管道腐蚀失效的影响因素之一.对材料韧性最基本的要求是保证管材的冷脆转变温度不高于管道的设计温度,即保证管道不发生脆性断裂. 焊接接头由焊缝(WM)、热影响区(HAZ)和母材(BM)组成,由于化学成分、组织结构的差异使得它们物理和力学性能各不相同.焊接接头中往往存在较高的残余应力,因此,焊接结构中发生的SSCC就更为复杂.这是因为:在焊缝、热影响区和母材中所发生的SSCC可能受不同的机制控制;焊接接头区域电化学腐蚀特性的不同[9～11],在某一区域发生SSCC时,会受到其他区域的影响;焊接接头的力学不均质性(例如残余应力)可能会影响SSCC行为.因此要注意合理选择焊接材料和工艺,严格控制焊缝的力学性能,焊丝与焊剂匹配时要考虑多种因素的影响.3.2 冷变形对SSCC的影响 经轧制、冷锻或其他制造工艺以及机械作用等产生的冷变形,不仅使冷变形区的硬度增大(见表5),而且产生一个很大的残余应力(尤其是拉伸应力),有时可高达钢材的屈服强度.H2S引起应力腐蚀开裂的内因是受扩散过程控制的内部裂纹.从高强钢在含H2S・163・ 2004年4月 陶勇寅等:管线钢硫化氢应力腐蚀的影响因素介质中氢脆腐蚀机理来讲,各类氢脆都要经历氢分子的物理吸附→离解成氢原子→氢原子的化学吸附→溶解→点阵扩散→形成氢化物、裂纹或气泡等一系列过程中的某几个阶段.同时,在冷变形加工过程中,材料的微观结构[11,12]发生了变化,如增加了滑移台阶、空位密度和位错密度.从能量的角度来分析,这些缺陷存在的位置,均处于不平衡状态,能量比较高,都是氢易聚集的地方.因为氢在这些缺陷周围某一位置时将会使体系能量降低,所以平衡时氢富集在这些位置上.此外,H2S本身是一种毒化剂,能促进氢的进入,因而在H2S中浸泡时进入样品的氢的逸度高,当在夹杂物附近形成的氢压大于临界值时就会产生裂纹.裂纹沿着晶界扩展的过程中,导致分层现象的产生,最终使试样的有效截面积减小,加速渗氢过程.从而在冷变形与H2S浓度交互作用下,在相对惰性的腐蚀介质中,相同的冷变形度对应着较大变化的断裂应变值,同时,X70管线钢随着冷变形度的增加,表现出较低的SSCC抗力.4 结 论 1)不同的焊接匹配将导致管线钢的抗SSCC性能不同.焊缝及热影响区附近,由于它们化学成分、组织结构的差异使其物理和力学性能各不相同;在管道内表面往往表现为高残余拉应力;螺旋成型造成带钢两侧存在不均匀的翘曲,会在焊缝附近产生附加弯曲应力,使外表面呈现压应力,内表面呈现拉应力.焊接结构中发生的SSCC就更为复杂,为此需合理选择焊接材料和工艺. 2)油气管道韧性是管道腐蚀失效的因素之一.对材料韧性最基本的要求就是保证管材的冷脆转变温度不高于管道设计温度,即保证管道不发生脆性断裂. 3)冷变形不仅使材料的硬度增大,而且在微观上促进了局部内能及材料微观缺陷的增加.从SSCC氢脆机理的角度来分析,这些都将导致氢渗透增加,最终降低管道的抗SSCC性能.参考文献:[1] J ustice R H,Mackenzie J D.Progress in the control ofstress corrosion cracking in a9142mm OD gas transmissionpipeline[A].In:Proc N G219/EPR G7th Biennial JointMeg on L ine Pipe Research[C].Pipeline Research Commit2tee of the American G as Association,1988.[2] Domizzi G,Anteri G,Ovejiero2G arcia J.Influence of sul2phur content and inclusion distribution on the hydrogen in2duced blister cracking in pressure vessel and pipeline steels[J].Corrosion Science,2001,9:326—339.[3] Rocchini G.A computerized tool for corrosion rate monitor2ing[J].Corrosion,1987,6:624—628.[4] Albarran T L,Ayuilar A,Martinez L,et al.Corrosion andcracking behavior in an API X80steel exposed to sour gas environments[J].Corrosion,2002,9:1011—1016.[5] Kharionovsky V V,Tcherni V P.Stress and strain state ofa gas pipeline in conditions of stress corrosion[A].In:Pro2ceedings of the International Pipeline Conf erence[C].1996(1):479—483.[6] Parkins R N.S ome aspects of stress corrosion crack propa2gation in mild steel[J].Corrosion Science,1966,6:363—374.[7] Gutierrez2S olana F,Valiente A,G onzalez J,et al.Strain2based fracture model for stress corrosion cracking of low2al2 loying steels[J].Metallurgical and M aterials T ransactions A:Physical Metallurgy and M aterials Science,1996,27A(2):291—304.[8] Nakayama Quen,Liang Chenghao,Akashi Masatssune.Repassivation method for determining the critical potentialfor initiation of stress2corrosion cracking[J].Corrosion En2gineering,1996,45(5):298—304.[9] Parkins R N,Blandchard W K,Delanty B S.Transgranularstress corrosion cracking of high2pressure pipeline in contactwith solutions of near neutral p H[J].Corrosion,1994,50(5):394—403.[10] Pricher H,Sussek G.Testing the resistance of welds in low2alloy steels to hydrogen induced stress corrosion cracking[J].Corrosion Science,1987,27(10/11):1183—1196. 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超级13cr在h2s和co2共存环境下的腐蚀行为影响研究
试样材料取自满足 ９５ｋｓｉ钢级性能要求的样 管，规格为 １７７．８ｍｍ×１０．３６ｍｍ，其成分及夹杂 物评 级 如 表 １、２所 示，基 本 的 力 学 性 能 如 表 ３ 所示。
近年来，关于超级 １３Ｃｒ钢在各种环境中的腐 蚀行为研究内容非常丰富，尤其对于常用的 ＣＯ２、 Ｃｌ－共存 的 高 温 环 境 下 的 腐 蚀 行 为 研 究 内 容 较 多［１－３］。如 Ｓｕｎａｂａ等［１］研究了不同系列的 １３Ｃｒ 和 １５Ｃｒ在 Ｃｌ离子和 ＣＯ２共存的高温环境下腐蚀 行为，结果表明，普通的 １３Ｃｒ和 ４Ｎｉ１Ｍｏ的 １３Ｃｒ 在各高温条件下的腐蚀速率受 Ｃｌ离子浓度影响 显著，但 ５Ｎｉ２Ｍｏ的超级 １３Ｃｒ和 ６Ｎｉ２Ｍｏ的超级 １５Ｃｒ则对 Ｃｌ离子浓度不敏感。另外，当钝化电
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｒｔｅｎｓｉｔｉｃｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ；Ｈ２Ｓ；ＣＯ２
１３Ｃｒ马 氏 体 不 锈 钢 是 油 气 开 采 领 域 常 用 的 一种 耐 蚀 合 金，采 用 超 低 碳 设 计 并 加 入 较 多 的 Ｎｉ、Ｍｏ等 元 素 的 超 级 １３Ｃｒ钢 可 以 实 现 １１０ｋｓｉ （１ｋｓｉ＝６．８９５ＭＰａ）以 上 的 高 强 度，且 在 油 田 常 见的 ＣＯ２＋Ｃｌ－环境中具有良好的耐腐蚀性能。 因此，近些年来广泛应用于含有高浓度 ＣＯ２ 油气 资源的开采。同时由于其并非像镍基合金、钛合 金等适用于绝大多数的腐蚀性环境，近年来在一
ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕｎｘｉａ，ＱＩＹａｍｅｎｇａｎｄＺＨＡＮＧ Ｚｈｏｎｇｈｕａ （ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＢａｏｓｈａｎＩｒｏｎ＆ ＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１９９９，Ｃｈｉｎａ）
硫化氢对钢材的腐蚀从腐蚀机理
硫化氢对钢材的腐蚀从腐蚀机理
来看，主要是由于硫化氢与钢材表面的氧化物反应生成硫化物，导致钢材表面产生腐蚀。
硫化氢腐蚀对于钢材的影响是非常严重的，因为它会导致钢材表面的腐蚀和损坏，从而降低钢材的强度和耐久性。
硫化氢腐蚀的机理主要是由于硫化氢与钢材表面的氧化物反应生成硫化物，硫化物会在钢材表面形成一层薄膜，从而导致钢材表面的腐蚀和损坏。
硫化氢腐蚀的速度取决于硫化氢的浓度、温度、压力和钢材的化学成分和表面状态等因素。
硫化氢腐蚀对于钢材的影响是非常严重的，因为它会导致钢材表面的腐蚀和损坏，从而降低钢材的强度和耐久性。
硫化氢腐蚀还会导致钢材表面产生裂纹和断裂，从而影响钢材的使用寿命和安全性能。
为了防止硫化氢腐蚀对钢材的影响，可以采取以下措施：
1. 选择合适的钢材。
不同的钢材对硫化氢腐蚀的抵抗能力不同，因此在选择钢材时应考虑硫化氢腐蚀的因素。
2. 采用防腐涂层。
在钢材表面涂上一层防腐涂层可以有效地防止硫化氢腐蚀的发生。
3. 控制硫化氢的浓度和温度。
在使用钢材的环境中，应尽量控制硫化氢的浓度和温度，以减少硫化氢腐蚀的发生。
4. 定期检查和维护。
定期检查和维护钢材可以及时发现和处理硫化氢腐蚀的问题，从而保证钢材的使用寿命和安全性能。
总之，硫化氢腐蚀对钢材的影响是非常严重的，因此在使用钢材时应注意防止硫化氢腐蚀的发生。
通过选择合适的钢材、采用防腐涂层、控制硫化氢的浓度和温度以及定期检查和维护等措施，可以有效地防止硫化氢腐蚀对钢材的影响。
管线钢带状组织对CO2HS 腐蚀行为影响的比较分析
宝钢 +,住友 +,-
-. #234 /. ,41/4 /. 1/3, -. 3#25
图 /6 住友 +,- 3-7 !"# 6 6 图 #6 宝钢 +,- 3-7 !"# 图 /6 !"# $ %# & 腐蚀与 3-7 !"# 浸泡 腐蚀 （5,8） 速率的比较 6 6 腐蚀速率是材料全面腐蚀的评价指标。钢材在 !"# 水溶 液的腐蚀本质上是一种电化学腐蚀， 在这一电化学腐蚀过程 ， 而钢材中 中， 钢材中作为阳极的铁发生活性溶解 （ 9: 4 9:# ; ） 电位较正的 9:3 ! 作为阴极， 在其上发生析氢反应 （ #% ; ; #: 4 %# 5） ， 当阳极溶解反应和阴极还原反应均匀分布在整个表面 上， 随着腐蚀进程表层金属被逐渐腐蚀掉从而造成构件尺寸的 减薄。全面腐蚀导致金属材料的大量损失。由表可知， 两种材 料的试样在实验条件下均发生严重的全面腐蚀。但试验条件 下， 单就宝钢 +,- 而言， 它在含 !"# $ %# & 环境中的腐蚀速率大 于含 !"# 环境中的腐蚀速率， 表明 %# & 参与且加速了腐蚀过程 它在含 !"# $ %# & 环境中的腐蚀 的进行。但就住友 +,- 而言， 速率小于含 !"# 环境中的腐蚀速率， 表明 %# & 抑制了腐蚀过程 的进行。由表 / 知， 两种试样材料的组织相同 （ 9 ; <） ， 成分相 似， 带状组织级别相差较大， 可见带状组级织不同是造成腐蚀 速率差异的原因， 带状组织级别低的材料， 抗 !"# $ %# & 腐蚀的 能力强。表 # 数据显示带状组织级别低的住友 +,- 的二项腐 但 蚀速率虽然均高于带状组织级别高的宝钢 +,- 的腐蚀速率， 相关试验表明， 随着腐蚀时间的延长， 由于住友 +,- 易于生成 较均匀致密的产物膜， 因而它的抗腐蚀能力强于宝钢 +,-； 就 腐蚀形态而言， 住友 +,- 表现为均匀腐蚀， 而宝钢 +,- 局部腐 蚀严重， 危害更大。结果表明， 材质不同时， %# & 既可加速腐 蚀， 又可抑制腐蚀， 这与不同条件下 %# & 与铁反应的生成物不
夹杂物和带状组织对管线钢腐蚀性能的影响
夹杂物和带状组织对管线钢腐蚀性能的影响发表时间：2019-12-06T17:10:14.637Z 来源：《科技新时代》2019年10期作者：康海伟[导读] 复合型氧化物中的元素组织形成的带状组织容易导致氢致裂纹的产生，并扩散后形成阶梯状裂纹。
南京钢铁股份有限公司 210035摘要：利用氢致开裂和电化学极化腐蚀充氢法、金相分析试验，对不同化学成分的管线钢氢致开裂性能受带状组织和夹杂物的影响进行研究，并对影响因素进行分析，经过试验发现，导致氢致裂纹发生重要原因为非金属夹杂物。
本文就此进行夹杂物和带状组织所造成的影响进行分析和探讨。
关键词：夹杂物；带头组织；腐蚀性能引言：输送油气中越来越高的H2S，容易对管部造成应力腐蚀和局部、全部腐蚀等，使管线失效，导致严重的经济损失，另外随着输油量需求的不断增加，新管线建设加大了管径，提高了输出量，同时也使输出压力增大，造成腐蚀开裂的情况更加严重，所以对钢管线抗腐蚀性、焊接性、管线强度等都提出了更高的要求。
本文通过对夹杂物和带状组织对三种管线用钢所造成的腐蚀性能影响的相关试验，为管线强度研究提供参考。
一、试验方法和材料采用三种超低碳合金和低碳合金管线用钢作为试验材料，I为耐腐蚀管线钢X52，II为对比钢种，III为耐腐蚀管线钢X65，化学成分对比如表一所示。
表一试验钢材料的化学成分对比（质量分数%）二、试验方法按照相关标准，对三种材料的非金属夹杂物和组织利用金相显微镜进行观察和分析。
针对三种材料，利用静态化学阴极充氢试验法，加入催化剂的充氢试验液对材料进行极化腐蚀，在极化时间12小时后，对材料进行清洗，再通过打磨、切割、抛光等处理，通过能谱仪和扫描电镜对氢致裂纹的腐蚀情况进行研究和分析[1]。
截取腐蚀试验钢进行抗HIC试验，通过对腐蚀试验后的试验钢进行清洗等处理，通过对指定观测面的显微镜观察和利用原位统计分析仪等设备对裂纹情况进行观察，并分析其附近元素分布情况。
三、试验结果分析（一）显微组织夹杂物级别通过对三种试验钢金相显微组织的观察发现，I、II试验钢呈现为珠光体和铁素体相结合的组织；III试验钢为粒状贝氏体和铁素体相结合的组织，通过其能谱和夹杂物形貌进行分析，并对其进行评定发现，I和III 的试验钢中的夹杂物含量远低于II号试验钢中的含量，同时其级别也较低。
长输天然气管道内腐蚀事故调查分析与对策
长输天然气管道内腐蚀事故调查分析与对策天然气是一种非常重要的资源，给我们的生活带来了很大的便利，但是由于我国的地形比较复杂，在输送天然气的过程中往往会出现管道内腐蚀的问题出现，如果不及时处理就会造成很大的事故，在此背景下，本文调查分析管道内腐蚀的主要因素，并进行一些常规预防方法的研究。
标签：天然气;管道内腐蚀;事故调查分析天然气是我国常见的民用资源，在人口密集的地区需要依靠外部天然气进行传输，我国目前所铺设的天然气管道总长度可达4.8万公里，基本上都是用金属管道中组成，这就造成管道内腐蚀出现天然气泄漏，这种问题一旦出现就会造成很大的安全隐患，所以对天然气管道的管理就显得尤为重要，否则会对人民的生命财产造成很大的威胁，积极落实管道检测和维护，查找其中的原因并及时解决，就可以很好地解决此类问题的出现，所以天然气企业应该加强对天然气管道内腐蚀工作的调整，利用现有条件尽快预防天然气管道内腐蚀，以免带来更为严重的后果。
1 管道内腐蚀事故调查分析在几年前在美国发生多一起严重的管道爆炸事故，在此次事故中导致12名人员死亡，并且该天然气公司赔偿巨额财产，造成该公司破产，这才天然气管道泄漏爆炸瞬间引起了广大媒体的关注，这就给我国的天然气管道敲响了警钟，随后美国政府对此次事件进行相关调查，发现其中主要的原因就是天然气管道内部腐蚀所造成的管道爆炸，由此可见天然气管理部门应该加强对天然气管道内部防腐措施，并且把内腐蚀和外腐蚀放在同一高度，只有这样才能保证管道安全。
经过分析表明天然气管道事故很多都是因为管道内部腐蚀所造成的，主要由于一些意想不到的因素，导致管道内出现水汽和二氧化碳，管道内粉尘的堆积造成管道内部腐蚀严重，另外当天然气管道输送含有化学物质的天然气时，也会为这些水汽提供腐蚀条件，从而缩短天然气管道和附件设备的使用寿命，进而造成事故的发生。
2 天然气管道内腐蚀的原因2.1水汽的影响一般情况下天然气管道在输送时是不会产生水汽的，但是我国天然气管道铺设长度太长在加上我国地形比较复杂，并且地形比较复杂，埋葬地里的管道会受土地酸碱程度的影响，从而增加管道内的水汽含量，经常受到外部因素的影响，使天然气管道内部的自身形态发生变化。
H2S介质中的腐蚀行为研究的开题报告
L360管线钢及其焊接接头在CO2/H2S介质中的腐蚀行为研究的开题报告一、研究背景和意义随着石油和天然气的开发和利用，管道输送成为了常见的方式。
而管道输送过程中，管线钢及其焊接接头在介质中的腐蚀问题是一大难点，特别是在含二氧化碳和硫化氢的介质中，可能会出现严重的腐蚀现象，从而引发生产事故，造成重大经济损失和环境污染。
因此，开展L360管线钢及其焊接接头在CO2/H2S介质中的腐蚀行为研究，对于提高管道输送的安全性和稳定性，推动我国石油和天然气产业的持续健康发展具有重要意义。
二、研究内容和步骤1. 研究对象：L360管线钢和其焊接接头。
2. 系统地分析CO2/H2S介质对L360钢和其焊接接头腐蚀的影响机理。
3. 研究L360钢和其焊接接头在CO2/H2S介质中的腐蚀行为，包括腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物等。
4. 探究不同因素对L360钢和其焊接接头在CO2/H2S介质中的腐蚀行为的影响，包括介质参数、材料表面状态等。
5. 提出相应的防腐措施和维护方法，以降低L360管线钢及其焊接接头在CO2/H2S介质中的腐蚀风险和损害程度。
三、研究方法和技术路线1.术前研究与资料调研，获取相关问题的最新信息和研究进展。
2.采用电化学方法研究样品在CO2/H2S介质中的腐蚀行为，并进行扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等表征手段的表征。
3.将电化学方法和表征手段相结合，探寻不同腐蚀因素的影响机理和作用方式，建立相应的腐蚀模型。
4.优化防腐措施和维护方法，包括采用防腐涂料进行保护，提高设备可靠性等。
四、研究成果与预期目标1.建立L360管线钢和其焊接接头在CO2/H2S介质中的腐蚀评价体系。
2.明确CO2/H2S介质对L360管线钢和其焊接接头腐蚀的机理和影响因素。
3.提出相应的防腐措施和维护方法，从根本上解决管线腐蚀问题。
4.该研究结果预计能为CO2/H2S介质下管线生产和运输提供技术支持，从而提高石油和天然气工业的发展水平，减少生产事故和环境污染问题。
管线钢抗硫化氢腐蚀研究进展
管线钢抗硫化氢腐蚀研究进展程鹏;黄先球【摘要】在石油天然气开采和储运过程中由于硫化氢的存在,对油气田管线会产生严重的腐蚀和重大的经济损失.针对管线钢特定的腐蚀环境,总结了当前H2S腐蚀在反应机理上的研究,简要介绍了H2S浓度、温度、pH值和流速等多种因素对管线钢在H2S环境中腐蚀的影响,综述了近年来国内外管线钢在H2S环境中的腐蚀问题研究现状,并对抗H2S腐蚀管线钢的研究趋势进行了展望.【期刊名称】《武汉工程职业技术学院学报》【年(卷),期】2015(027)001【总页数】4页(P32-35)【关键词】管线钢;硫化氢腐蚀;腐蚀机理;影响因素【作者】程鹏;黄先球【作者单位】武汉钢铁(集团)公司研究院湖北武汉 430080;武汉钢铁(集团)公司研究院湖北武汉 430080【正文语种】中文【中图分类】TG172.3+3随着我国经济的快速发展，以及对石油天然气等能源需求的不断增长，油气开采与储运用管线钢的研究取得了飞速的发展[1-3]。
这些管线钢除了因交变应力而产生疲劳失效问题外，还会由于承受应用环境中的腐蚀介质而出现腐蚀问题。
在石油天然气开采与储运过程中，管线钢内部的硫化氢腐蚀问题是一个主要而且广泛存在的问题。
管线钢在遭受硫化氢腐蚀破坏后容易产生全面腐蚀、点蚀、氢脆、氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂等，并且这些不同的腐蚀形式由于相互间的促进作用，最终导致管线钢发生严重穿孔、开裂、燃油泄漏爆炸等重大安全事故和社会经济损失[4-6]。
因此，开展管线钢的H2S腐蚀行为的研究对石油天然气行业具有重要的经济效益和现实意义。
国内外已经有很过研究工作者对金属材料在硫化氢环境下的腐蚀机理进行了研究[9-10]，材料在硫化氢溶液中会发生物理变化和化学变化。
前者属于材料与气相之间的物理过程，环境中的H2通过物理吸附等方式吸附在材料表面，而分解产生的活化氢原子则通过吸附在材料的内表面而成为金属中的溶解氢。
另一方面，硫化氢由于其较高的水溶性，在溶于水后易形成弱酸氢硫酸，它在溶液中由于电离产生H+、S2-等腐蚀性离子，使金属发生均匀腐蚀和局部腐蚀。
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关键 词 ： 钢 ； Ｏ 腐蚀 ；Ｏ ／ ２ 管线 Ｃ２ Ｃ ２ Ｈ Ｓ腐蚀 ； 状组 织 带
中 圈分 类号 ：Ｅ ８ ． Ｔ ９８ ２ 文 献 标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ７— ４ ４ ２０ ）５一 Ｏ４— ２ １０ ４ １ （０６ ０ Ｏ ４ ０
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Ｖｏ ９ Ｎｏ ５ １１
机械研 究与应 用
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ ＆ ＡＰＰ ＣＡＴＩ ＬＩ ＯＮ
２ ０６ １ ０ ．０
第 ｌ ９卷 第 ５期 ２０ ０ ６年 １ ０月
管 线钢带 状组 织对 Ｃ ／ Ｏ２ Ｈ２ Ｓ腐蚀 行 为影 响的 比较分 析
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｔｈ ｏ ｒ ｓｏ ａｅ ａ ｄ ｃ ｒｏ ｐ ａ ａ ｃ ｆｄｉｅ ｅ ｔｂ ｎ ｄ ｐｐｅｉｅ ｓｅ ｌ ｔｕ ｔ ｒｓ ｉ ｅ ｃ ｒｏ ｉｎ ｒ ｔ ｎ ｏ ｄｅａ ｐｅ ｒ ｎ ｅｏ ｆ ｒ ｎ ａ ｄｅ ｉ ｌｎ ｔｅｓ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｎ ＣＯ２＋ＮＡＣＥ ｎ ａ ｄ ＣＯ２ ／Ｈ２ ＋ Ｓ ＮＡＣＥ ｏｕｉｎ ｉ ｏ ｒｔｍｐ ｒ ｔｒ ｒ ａ ａ ｅ ｎ ｉｖ ｓｉａ ｅ ｓｌ ｔｏ ｎ ｌｗｅ ｅ ｅ ａｕ ｅ ａｅ ｓｈ ｓ ｂ ｅ ｎ ｅ ｔｇ ｔｄ．Ｔｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｆｂ ｎ ｄ ｔｕ ｔ ｒ ｓｏ Ｏ Ｏ ｉｎ ｒ ｔｓａ ｅｄｉ ｅ ｅ ｔ ｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｓｏ ａ ｄｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｎ Ｃ ｒ ｓｏ ａｅ ｒ ｆ ｒ ｎ ｌ ｗｈ ｎ ｔｅ ｃ ｒｏ ｉｎ ｅ ｖｒ ｎ ｎ ｓｃ ａ ｇ ｎ ， Ｗ ｈｅ ｈ ｒ ｄ ａ ｄｅ ｔ ｃｔｒ ｓｈｉｈ ｒ，ｔｅ ｔｅ ｄ ｏ ａｔａ ｏ ｒ ｓｏ ｅｓｂ ｇ ｅ ｅ ｈ ｏ ｓｏ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｉ ｈ ｎ ｉ ｇ ｎ ｔｅ ｇａ ｅ ｂ ｎ ｄ ｓｒ ｕ ｅｉ ｇ ｅ ｕ ｈ ｒ ｎ ｆｐ ｒｉｌｃ ｒｏ ｉ ｎ ｇ ｔ ｉｇ ｒ。
霍 守成 杨新 田 ，
（． 肃畜 牧 工程 职 业挣 术 学 院 ． 肃 武威 １甘 甘 ７ ３０ ； ３０ ６
２ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ州 理工 大 学 材 料科 学 与工 程 学 院 。 肃 兰 州 ． 甘
７０５ ） ３０ ０
摘
要： 比较了带状组织级别不同的管线钢在低温区 Ｃ ２ Ｎ Ｃ 及 Ｃ ２ Ｈ Ｓ Ｎ Ｃ 溶液中的腐蚀速率和腐蚀形态 。证实腐蚀环境 分析 Ｏ＋ ＡＥ Ｏ／ ２ ＋ Ａ Ｅ
１ 引 言
石化 工 业 设 施 中 普 遍 存 在 ｃ ： Ｃ ：Ｈ Ｓ腐 蚀 。ｃ Ｏ 及 Ｏ／ Ｏ 及 Ｃ ：Ｈ Ｓ能 引起 管 道 等设 备 的 全面 腐蚀 和 局 部腐 蚀 ， Ｏ／ ： 使之 早 期 失效 ， 成 重 大经 济 损 失 、 至 灾 难 性 事 故 及 严 重 的环 境污 染 。 造 甚
不 同 ， 状组 织 对 腐蚀 速 率 的影 响不 同； 带 带状 组 织级 别较 高 的钢 材 ． 生 局部 腐 蚀 及 Ｓ Ｃ和 ＨＩ 倾 向 性 较 大 ， 部 腐 蚀 的程 度 较 发 Ｃ Ｃ的 局 严 重 。并 提 出要 提 高 管线 钢 的抗 Ｃ Ｈ Ｓ腐蚀 性 能 。 控 制带 状组 织 级 别 。 Ｏ及 ： 应
２ Ｃｌｇ ｅｒ ｌｓｉ ｃ ｎ ｇｎｅｎ ，ａｚｏ ｎｖｆｔｈ ｏ ｇ ，ａ ｚｏ ａ ｓ ７０５ 。 ｈ ａ ． ｏｅｅｆｍ ｔ ｉｓ ｃ ｎｅ ｄｅ ｉ ｒ ｇ Ｌｎｈｕｕ ｉｏ ｃｎｌ ｙＬ ｎｈｕＧ ｎｕ ３０ ０ Ｃ ｉ ） ｌ ｏ ｅａ ｅ ａ ｎ ｅ ｉ ｅ ｏ ｎ