12Cr管线焊接工艺性能及应力腐蚀行为研究

论文摘要

应力腐蚀是环境破裂中最广泛的一种破坏形态,它是一种自发过程,当金属或合金处在特定环境中,同时承受一定的应力,就可能发生应力腐蚀。12Cr管线被应用在海洋平台作为立管部分,担负着输送石油、天然气等介质的重要任务。由于其主要工作在海水环境里,受到环境的影响比较复杂。在环境和应力的共同作用下,结构往往会发生应力腐蚀,影响着焊接结构的使用寿命。这就要求12Cr管线不但要具有良好的力学性能和断裂韧性,还应具备不错的抗应力腐蚀性能。本文依据标准API 1104和标准BS7448进行了常规力学试验和CTOD试验,研究12Cr管线钢常规力学性能和断裂韧性;对于12Cr管线在海水中应力腐蚀行为的研究,采用了标准ASTM G39中的四点弯应力腐蚀试验。试验分为CO2应力腐蚀试验和抗氢致应力腐试验。试验温度为50℃;CO2气体分压为10KPa;试验溶液成分为10%NaCl, 0.5%CH3COOH,其余为蒸馏水,pH值保持在4.5;试验施加的应力为屈服强度的90%;在氢致应力腐蚀试验中,试件极化电压为--850～-1100mV。试验结果表明,12Cr管线有着良好的力学性能和断裂韧性,同时具有不错的抗CO2应力腐蚀性能和抗氢致应力腐蚀性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 应力腐蚀概述
• 1.2 应力腐蚀开裂特征
• 1.3 应力腐蚀开裂的类型和机理
• 1.3.1 阳极溶解理论
• 1.3.2 氢致开裂理论
• 1.4 课题来源
• 1.5 12Cr管线焊接接头的相关简介
• 1.6 本文的主要研究内容
• 第二章 12Cr管线焊接结构的力学性能研究
• 2.1 概述
• 2.2 常规力学性能试验
• 2.2.1 12Cr管线焊接接头拉伸试验
• 2.2.2 12Cr管线焊缝金属拉伸试验
• 2.2.3 12Cr管线焊接接头侧弯试验
• 2.2.4 12Cr管线焊接接头冲击试验
• 2.2.5 12Cr管线焊接接头硬度试验
• 2.2.6 12Cr管线焊接接头金相组织分析试验
• 2.2.7 12Cr管线焊缝金属元素成分分析
• 2.3 小结
• 第三章 12Cr管线焊接结构的低温断裂韧度研究
• 3.1 概述
• 3.2 CTOD断裂韧度的测试
• 3.3 CTOD试验的试样制备
• 3.4 CTOD试验程序
• 3.5 CTOD试验的试验结果
• 3.6 小结
• 第四章 12Cr管线焊接接头的抗C02应力腐蚀性能的研究
• 4.1 概述
• 4.2 12Cr管线焊接接头的应力腐蚀试验
• 4.2.1 应力腐蚀试验的取样
• 4.2.2 应力腐蚀试验的环境
• 4.2.3 应力腐蚀试验的加载方式
• 4.3 12Cr管线焊接接头的应力腐蚀试验结果与分析
• 4.4 小结
• 第五章 12Cr管线焊接接头的抗氢致应力腐蚀性能的研究
• 5.1 概述
• 5.2 12Cr管线焊接接头的应力腐蚀试验
• 5.2.1 应力腐蚀试验的取样
• 5.2.2 应力腐蚀试验的环境
• 5.2.3 应力腐蚀试验的加载方式
• 5.3 12Cr管线焊接接头的应力腐蚀试验结果与分析
• 5.4 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢