34CrMo4合金结构钢在湿硫化氢环境中的应力腐蚀试验研究

论文摘要

问题,也是影响石油天然气工业设备可靠性及使用寿命的关键因素。本文针对车用压缩天然气（CNG）气瓶在湿H2S环境中可能出现的应力腐蚀开裂问题,并考虑到各地天然气质量的差异和气瓶的实际工况条件,通过慢应变速率拉伸试验,研究了常温时不同H2S浓度下34CrMo4的应力腐蚀开裂敏感性;对新型预裂纹拉伸扩展腐蚀试验机进行了组装和调试,为该设备的广泛应用做了前期准备工作;通过预裂纹拉伸扩展试验,研究了在平均载荷速率相同的情况下,不同加载途径对34CrMo4应力腐蚀裂纹扩展速率的影响。为在役气瓶的安全评估与寿命预测提供了依据,对安全生产具有一定的指导意义。主要结论有:（1）随着H2S浓度的增加,34CrMo4钢的应力腐蚀敏感性单调增加,并按对数函数y = 0.1831Ln（x）-0.403规律变化。（2）中高浓度（1000ppm,1500ppm和2000ppm）范围内,应力-应变曲线没有屈服平台,几乎线性上升,并在上升过程中突然断裂。（3）随着H2S浓度的增加,34CrMo4钢表面钝化膜被破坏,试样由韧性断裂逐渐转变为穿晶的解理或准解理脆性断裂。（4）在平均载荷速率相等的情况下,不同加载途径对34CrMo4裂纹扩展速率的影响并不明显,但均表现出了较为明显的应力腐蚀敏感性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 2S 环境'>1.1 湿H₂S 环境
• 1.2 硫化物应力腐蚀定义
• 1.3 研究背景
• 1.4 国内外研究现状
• 1.4.1 关于热处理工艺对气瓶应力腐蚀影响的研究
• 2S 及其它环境介质对气瓶应力腐蚀影响的研究'>1.4.2 关于H₂S 及其它环境介质对气瓶应力腐蚀影响的研究
• 2S 介质对气瓶腐蚀疲劳影响的研究'>1.4.3 关于H₂S 介质对气瓶腐蚀疲劳影响的研究
• 1.4.4 关于34CrMo4 材质气瓶的失效及应力腐蚀研究
• 1.5 课题研究内容和方法
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究方法
• 第2章 慢应变速率拉伸试验研究
• 2.1 慢应变速率试验法原理
• 2.2 评价体系
• 2.3 试验材料
• 2.4 试样尺寸
• 2.5 试验溶液
• 2.5.1 选择依据
• 2.5.2 溶液配制
• 2.6 试验装置
• 2.7 试验步骤
• 2.8 试验结果与分析
• 2.8.1 试验参数及曲线
• 2.8.2 SCC 敏感性
• 2.8.3 断口形貌分析
• 2.9 本章小结
• 第3章 新型预裂纹拉伸扩展腐蚀试验机的组装与调试
• 3.1 前言
• 3.2 设备硬件构成
• 3.3 软件控制
• 3.3.1 软件界面
• 3.3.2 校准与检定
• 3.3.3 试验步骤
• 3.4 本章小结
• 第4章 预裂纹拉伸扩展试验研究
• 4.1 前言
• 4.2 试样制备
• 4.3 溶液配制
• 4.4 试验过程
• 4.5 试验结果与分析
• 4.5.1 裂纹扩展速率da/dt
• 4.5.2 断口形貌与能谱分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 5.2.1 SSRT 试验
• 5.2.2 裂纹拉伸扩展试验
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果