管線鋼畢業(yè)設計文獻綜述-文庫吧
2025-05-18 02:05 本頁面
【正文】 。對管線鋼的縱向性能提出了更高的要求。 APIX65~X100抗應變 管線鋼 采用了 HOP（在線熱處理工藝）技術代替了傳統(tǒng) TMCP 技術， 其 顯微組織是鐵素體和貝氏體雙相顯微組織 ， 該組織具有較低的屈強比，從而提高了應變硬化性能。 3 抗 H2S 管線鋼 在酸性環(huán)境中管線鋼容易發(fā)生應力腐蝕開裂（ SSCC） 、內(nèi)部氫致裂紋（ HIC）等破壞?？?H2S 管線鋼具有較高的純凈度，夾雜物含量低 ，其顯微組織為鐵素體和貝氏體，中 國石油大學（華東）本科 學位論文開題報告 及 文獻總結(jié) 3 因此具有較好的抗 HIC 性能 和高韌性。 4 海底管線用鋼 海洋環(huán)境下的管道運輸要求管線鋼同時具有高的橫向和縱向強度。其中常用鋼種為X65 鋼級壁厚管線鋼，采用低碳設計，具有高強度和高 韌性。 二、 管線鋼的 應力腐蝕開裂 情況 油氣 管道由于應力腐蝕開裂 每年給石油天然氣產(chǎn)業(yè)帶來巨大經(jīng)濟損失， 隨著我國油氣管道建設的不斷增加， 研究如何解決管道應力腐蝕開裂問題十分必要。 應力腐蝕開裂 形成機理 應力腐蝕開裂（ SCC）是指 特定 的 材料 在 拉應力和一定的 腐蝕環(huán)境下產(chǎn)生的低應力脆性開裂現(xiàn)象 。 形成應力腐蝕開裂必須具備三個條件：敏感材料、 拉應力、特定的腐蝕環(huán)境 。 應力腐蝕開裂形成機理一般認為是陽極溶解和 氫脆 。 陽極溶解機理即在拉應力作用下，形成的裂紋尖端發(fā)生塑性變形，導致其表面的保護膜或氧化物破裂，金屬本身、保護膜和溶液 形成原電池，金屬本身作為陽極不斷溶解，裂紋不斷擴展 導致開裂 。 氫脆機理是在氫環(huán)境中 ,金屬表面 聚集氫形成 原子氫吸附膜。 大量原子形態(tài)的氫不斷滲入金屬內(nèi)部。氫原子聚集在金屬晶粒的周圍 ， 形成氣泡 ， 使得金屬內(nèi)部壓力不斷增大，導致 晶體間的鍵斷裂。 從而 使得 金屬的塑性降低， 最終 在拉應力的作用下 發(fā)生 脆性斷裂[5]。 影響管線 鋼 應力腐蝕開裂的因素 影響管線鋼應力腐蝕開裂的 三 個主要因素如下： 1 材料因素 研究表明不同直徑、厚度的管線鋼均能產(chǎn)生應力腐蝕開裂 （ SCC） 。不同管線鋼對應力腐蝕開裂的敏感性不同。晶界碳化物偏析 使 得 晶界成分與晶內(nèi)成分 差異 增大，晶界區(qū)電位低 ， 晶粒內(nèi)部則作為陽極 ， 導致 強烈的沿晶腐蝕。同時， 在 拉應力的作用下陽極極性增 強 ，加劇了沿晶腐蝕 。 由于管線鋼存在焊縫，焊縫附近的應力集中情況較母材更為嚴重，對應力腐蝕開裂的敏感性較大，易于發(fā)生應力腐蝕開裂 [4]。 2 力學因素 導致管線鋼應力腐蝕開裂的應力主要來源于管線內(nèi)壓引起的運行應力、殘余應力和應力集中等。 管線鋼中的應力 種類 按方向 可分為 軸向應力和徑向應力。 應力波動（ R）、中 國石油大學（華東）本科 學位論文開題報告 及 文獻總結(jié) 4 應力大小 和應變速率 都會對應力腐蝕開裂造成影響。 管線鋼中應力波動來源于內(nèi)部運行壓力，由于管線 內(nèi)壓循環(huán)波動，導致管線鋼徑向應力連續(xù)波動。應力波動（ R 值）越大越容易導致應力腐蝕開裂產(chǎn)生 。 不同地區(qū) 的應力波動情況差異較大 。 對于應力大小，只有當其 超過臨界應力強度 KISCC時才會發(fā)生應力腐蝕開裂。 不同環(huán)境下應力大小也存在較大差異。 應變速率 相對于應力而言對 SCC 有更重要的意義。研究表明，應變速率會隨著時間的增加而降低 。當應力小于臨界應力強度 KISCC，由于應變速率隨時間降低，當?shù)陀谂R界值時，裂紋會停止擴展 [4]。 3 環(huán)境因素 管線鋼的環(huán)境條件受多種因素的影響，主要 包括 涂層材料、 土壤、溫度和 PH 值等 。涂 層材料 是決定 應力腐蝕開裂 （ SCC） 過程的直接因素。 近中性 pHSCC 主要在聚乙烯帶涂層下發(fā)現(xiàn) ，但 迄今還沒有在熔融結(jié)合環(huán)氧涂層和擠壓聚乙烯涂層下發(fā)現(xiàn) 。說明不同涂層材料 的 管線鋼應力腐蝕狀況不同。 土壤類型對 SCC 的影響相對較弱 。由于土壤的持水能力強 ，當 含水量的變化 ， 土壤收縮所作用會在 涂層和管道上 產(chǎn)生應力 ，促進 SCC過程 。 管道表面的溫度 對于 高 pHSCC 裂紋擴展 影響較大， 而 近中性
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