X80钢及焊接接头在高pH环境中的慢应变拉伸试验研究

1、X80钢及焊接接头在高pH环境中的慢应变拉伸试验研究社会科学论文X80钢及焊接接头在高pH环境中的慢应变拉伸试验研究吕玉荣鹤壁职业技术学院河南鹤壁458030摘要采用慢应变速率拉伸(SSRT)试验观察硏究了 X80管线钢及焊接接头在 0.5mol/L Na2CO3+lmol/L NaHCO3溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)敏感性。试 验结果表明,随看外加电位的负移,断裂时间、断面收缩率、应变量都明显变小； X80管线钢及焊接接头的应力腐蚀开裂敏感性增加，施加相同外加电位时，焊接 接头较母材的应力腐蚀敏感性增加。关键词X80管线钢;SSRT; CO32- - HCO3-溶液前言X80钢是目前国际铺

2、设的最高强度级别的管线钢，但由于管道输送过程中，焊 接接头处是薄弱环节,最容易发生生突发性破裂事故,所以加紧X80管线钢及 焊接接头的研究有看重要的工程应用价值。土壤介质引起的应力腐蚀开裂(SCC)危害较大,而管线钢SCC可分为高 pHSCC和近中性pHSCCo为便于研究，本文采用0.5N Na2CO3+lN NaHCO3 溶液来模拟高pH值土壤环境,就X80钢及焊接接头的应力腐蚀进行试验研究。1、试验选材本试验所用材料是X80钢，密度为7.9g/cm3o所用材料分别取材于母材和焊 缝处,经过机械加工做成试样。所得试样的形状和尺寸如图1所示。2、试验设备选用国产SCC - 1型应力腐蚀测量系统

3、对试样进行慢应变速率拉伸(SSRT)试 验。3、试验介质本实验用0.5mol/LNa2CO3 + lmol/L NaHCO3溶液所用溶剂为去离子水。4、试验结果及分析在试验设备上分别测试母材和焊缝在-lOOOmV. -800mV. -730mV. -600mV 自腐蚀电位下和空拉时的应力腐蚀敏感性。通过对母材在不同外加电位下拉伸时 的曲线和断裂寿命、断面收缩率、抗拉强度、应变量与空拉时的值比较,观察其 变化规律。图2为母材在不同外加电位下的应力-应变曲线。从图2中可以看出，曲线 的变化具有一定的规则性。空拉时无论是抗拉强度还是断裂寿命都是最大的;当 有外加电位时，随看电位的负向增大，抗拉强度逐

4、渐增大，断裂寿命却逐渐减小, 并且其减小量受电位影响很大，呈现急剧下降趋势。但同空拉曲线比较得出：外 加电位对埋地管线钢的失效影响很大。表3为母材的应力腐蚀破裂参数。由表中数据看出：当外加负电位值增加时, 断裂寿命明显减小，说明阴极保护对应力腐蚀有促进作用。断面收缩率随看电位 的增大明显增大，说明试样断裂时的变形越来越大，其脆性断裂越不显著，其中, 以空拉时的断面收缩率最大。夕卜加电位对抗拉强度无明显影响,说明抗拉强度是 材料本身的性质,外界影响不大,只是空拉时会比加电位时稍微大一些。应变量 的变化最明显，在空拉时属于典型的塑性断裂，当存在外加电位时，随看负电位 数值的增大,脆性断裂越明显。图

5、3为焊缝在不同夕卜加电位下的应力-应变曲线。从图3中可以看出随看电位负向增加,抗拉强度基本上不变,但仍以空拉时最大。断裂寿命则随看电位的 负向增大而明显减小，空拉时由于试验设备原因导致空拉曲线在下滑阶段有所失 准故不在试验考虑之内。因此焊缝的应力腐蚀敏感性随看电位的负向増加而增 强。从表4中可以看出,随看电位数值的负向增加,断裂寿命增加,抗拉强度处 于540N左右波动，应变量则明显的减小，证明夕卜加阴极电位促进了焊缝的应力 腐蚀破裂。将表4与表3比较可以看出，在相同的外加电位下,焊缝比母材的断裂寿命明显减少。Jirr阳21123458M?-WSQM!.1_W!轉4A、匚域賞為夏.4连鸟R. C

6、EMr 康HaM M ft * )asA.c&hte冰册66788IBKm513457.4953A351.35-55J30却30ea70*2B.D2&fi IOOKihftX油橄I.)对轻车虚iSQ)*3*-!s6677lOOKm H女处耘570S1.75555*SXAJSUSla30W508X（创flfiJ34567at0.52(U4,W.3.102Ml-SO10.79-A, C俎丫*空匕舸*Jk*69、D it（雇*培枷必AM找戋施）找.条*錨85、结论1）母材和焊缝的腐蚀敏感性都会受到夕卜加电位的影响，并且电位的负向值越大时,受到的影响越明显。随看外加电位的负移,母材和焊缝的断裂时间、断面收缩率、应变量都明显变小,X80管线钢及焊接接头的应力腐蚀开裂敏感性增加, 施加相同夕卜加电位时,焊接接头较母材的应力腐蚀敏感性增加。2）在相同的夕卜加