本文關(guān)鍵詞：超高強(qiáng)度管線鋼在土壤環(huán)境下的腐蝕行為與機(jī)理研究

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【摘要】：近年來,隨著我國(guó)石油及能源工業(yè)的快速發(fā)展,埋地管線的建設(shè)得到蓬勃發(fā)展,高壓、大管徑、高鋼級(jí)管線鋼是石油和天然氣輸送管道發(fā)展的必然趨勢(shì),輸送管道的失效問題越來越重要。土壤環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕開裂 SCC) 微生物腐蝕 MIC)是危及輸送管道安全的重要因素。因此對(duì)X100管線鋼的應(yīng)力腐蝕、微生物腐蝕及應(yīng)力腐蝕與微生物腐蝕之間的協(xié)同作用進(jìn)行研究非常必要。采用電化學(xué)測(cè)試、掃描電鏡觀察、EDS分析、XRD分析和失重法等方法,研究了X100管線鋼在鷹潭、庫爾勒、近屮性p H值和海濱土壤模擬溶液中的電化學(xué)腐蝕行為,并研究了硫酸鹽還原菌 SRB)對(duì)電化學(xué)腐蝕行為的影響。結(jié)果表明:X100鋼在四種有菌、無菌土壤模擬溶液中的極化曲線均為活化控制?X100鋼在海濱、近中性p H值土壤模擬溶液中無菌時(shí)腐蝕速率隨時(shí)間變化先減小后持續(xù)增大,有菌時(shí)先增大后趨于穩(wěn)定;鷹潭土壤模擬溶液中無菌有菌時(shí)均先減小后增大并趨于穩(wěn)定;庫爾勒土壤模擬溶液中無菌時(shí)先減小后持續(xù)增大,有菌時(shí)一直增大。X100鋼在四種土壤模擬溶液中無菌時(shí)的腐蝕速率基本均大于有菌時(shí),在腐蝕初期更明顯。X100鋼在鷹潭土壤模擬溶液中浸泡35d 60d后,無菌環(huán)境下均屬于嚴(yán)重腐蝕,有菌環(huán)境下屬于中度腐蝕;庫爾勒、海濱和近中性p H值土壤模擬溶液中無菌與有菌環(huán)境下均屬于中度腐蝕;浸泡35d 60d后,四種土壤模擬溶液中的平均腐蝕速率無菌時(shí)均大于有菌時(shí)。浸泡60d后,X100鋼在無菌環(huán)境中腐蝕產(chǎn)物主要為鐵的氧化物,有菌時(shí)主要為鐵的氧化物和鐵的硫化物。四種溶液中,有菌時(shí)X100鋼表面有一層透明狀的微生物膜,在腐蝕初期,微生物膜與腐蝕產(chǎn)物結(jié)合在一起形成更致密的結(jié)合膜,可以阻礙鋼的腐蝕。采用慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn) SSRT)和掃描電鏡觀察研究了X100管線鋼及焊接接頭在鷹潭、庫爾勒和海濱土壤模擬溶液中的應(yīng)力腐蝕行為,分析探討了硫酸鹽還原菌引起的微生物腐蝕對(duì)X100鋼SCC的影響。結(jié)果表明:X100鋼及焊接接頭在鷹潭、庫爾勒、海濱三種無菌土壤模擬溶液中的斷裂壽命、應(yīng)變量、延伸率和斷面收縮率均基本小于有菌土壤模擬溶液中的。X100鋼在三種土壤模擬溶液中拉伸時(shí)試樣斷口側(cè)面均存在二次裂紋,且擴(kuò)展方向無菌時(shí)與外加應(yīng)力軸方向大致呈45�；蛘叽怪�,有菌時(shí)均為垂直,且無菌時(shí)二次裂紋密度均高于有菌時(shí)。無菌環(huán)境中X100鋼拉伸試樣斷n側(cè)面表面粗糙呈現(xiàn)一定的均勻腐蝕,有菌時(shí)表面比較光滑整潔,局部位置有腐蝕產(chǎn)物,呈現(xiàn)局部腐蝕,在海濱和庫爾勒土壤中有菌時(shí)母材斷口側(cè)面還存在點(diǎn)蝕坑。XI00鋼母材在三種土壤模擬溶液中斷口均為韌性+脆性混合斷口,但無菌時(shí)拉伸試樣斷口中出現(xiàn)的SCC裂紋多于有菌時(shí)的;焊接接頭在鷹潭、庫爾勒無菌溶液中微觀斷口呈現(xiàn)脆性特征,有菌溶液中呈現(xiàn)出韌性斷裂特征;焊接接頭在海濱有菌、無菌溶液中斷口均為韌性+脆性混合斷口形貌,且無菌時(shí)韌窩較小。硫酸鹽還原菌抑制了X100鋼的脆變,并導(dǎo)致X100鋼母材和焊縫在三種土壤模擬溶液中的SCC敏感性降低,對(duì)于焊接接頭的SCC敏感性影響作用更大。
【關(guān)鍵詞】：管線鋼 電化學(xué)腐蝕 微生物腐蝕 應(yīng)力腐蝕開裂 硫酸鹽還原菌
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG172
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-26
• 1.1 課題研究背景與意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-21
• 1.2.1 管線鋼的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 管線鋼應(yīng)力腐蝕研究進(jìn)展12-17
• 1.2.3 微生物腐蝕研究進(jìn)展17-21
• 1.2.4 應(yīng)力腐蝕與微生物腐蝕的協(xié)調(diào)性研究現(xiàn)狀21
• 1.3 實(shí)驗(yàn)方法21-25
• 1.3.1 失重分析21-22
• 1.3.2 表面分析22
• 1.3.3 電化學(xué)分析22-24
• 1.3.4 應(yīng)力腐蝕開裂分析24-25
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容25-26
• 第二章 X100 管線鋼在土壤微生物中的腐蝕行為研究26-63
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法26-27
• 2.1.1 試樣制備26
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)介質(zhì)26-27
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)方法27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析27-61
• 2.2.1 X100 鋼在鷹潭土壤模擬溶液中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析27-36
• 2.2.2 X100 鋼在庫爾勒土壤模擬溶液中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析36-44
• 2.2.3 X100 鋼在海濱土壤模擬溶液中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析44-53
• 2.2.4 X100 鋼在近中性pH值溶液中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析53-61
• 2.3 本章小結(jié)61-63
• 第三章 X100 管線鋼在土壤微生物環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕63-81
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法63-64
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試樣制備63-64
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)介質(zhì)與方法64
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析64-80
• 3.2.1 SSRT試驗(yàn)的拉伸曲線64-65
• 3.2.2 斷口形貌分析65-75
• 3.2.3 斷口側(cè)面形貌分析75-80
• 3.3 本章小結(jié)80-81
• 第四章 結(jié)論81-82
• 致謝82-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果89-90

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：871640