X100管线钢在恒载荷作用下的应力腐蚀开裂.pdf

第 31卷 第 3期 中国腐蚀与防护学报 V0l1．31 No．3 2011年 6月 JournalofChinese Society forCorrosion and Protection Jun．2011 Xl00管线钢在恒载荷作用下的应力腐蚀开裂 郏义征 王俭秋 韩恩厚 柯 伟 (中国科学院金属研究所 金属腐蚀与防护国家重点实验室 沈阳 110016) 摘要 ：利用恒载荷试验机研究 XIO0管线钢在NS4溶液中恒载荷作用下的应力腐蚀开裂行为。结果表明，即 使外加应力小于其屈服强度，XIO0管线钢也能发生应力腐蚀开裂，且为穿晶型的应力腐蚀开裂；裂纹萌生于贝 氏体与铁素体相界之间、M ／A 岛与基体之间以及贝氏体板条之间的界面上 关键词 ：X100管线钢 恒载荷 NS4溶液 应力腐蚀开裂 中图分类号 ：TG174 文献标识码 ：A 文章编号 ：1005-4537(2011)03—0184-06 1 前言 件。加拿大 CANMET在全尺寸实验中发现，在恒载 荷下裂纹不会发生扩展，即便应力达到 80％的实际 高压、大管径、高钢级管线钢是石油和天然气 屈服强度，裂纹仍然不会发生扩展 Is】。因此国内外工 输送管道发展的必然趋势。其中X100／X120管线 业界普遍认为只要保持管道运行压力不变，管线钢就 钢作为超前储备研究也是世界上所有管线研究和生 不会发生应力腐蚀 。但 已报道的文献，实验周期都不 产机构关注的一个重要论题 。X100／X120管线钢 是很长。Fang等 _1l_首次进行长周期恒载荷实验 ，发 和其他管线钢一样，有着 自己的技术指标和评论体 现X70管线钢在近中性 pH溶液中恒载荷作用下可 系，但和较低钢级管线钢有着不同的技术特征。例 以发生SCC。对于更高钢级的管线钢如 X100／X120 如，XlOO／X120断裂控制方案，屈服强度和屈强比 管线钢，在近中性 pH溶液中恒载荷作用下是否会发 的测试方法和要求、强度和塑性的关系、预应变条 生应力腐蚀开裂尚未见文献报道。X100／X120高级 件下的强韧性变化、疲劳性能、耐腐蚀性能、应力腐 别管线钢主要是可以在提高 内压的同时增加输气量。 蚀开裂敏感性 以及可焊性等都是应用基础研究应该 在这种情况下，恒载荷下X100／X120高级别管线钢 解决的问题，也是X100／X120管线钢管应用的前提 是否发生土壤应力腐蚀开裂将是一个十分重要的问 条件 [1j2】。 题 。本文将研究X100管线钢在近 中性pH溶液中恒 土壤介质引起的应力腐蚀开裂 (stresscorrosion 载荷作用下的应力腐蚀开裂行为。 cracking，SCC)是埋地管道发生突发性破裂事故的主 要危害之一 引【管线钢 SCC可分为高pHSCC和近 2 实验方法 中性pHSCC。高pHSCC的发现 已经有4O多年，近 实验材料为 APIX100管线钢 ，其化学成分 中性pHSCC于 1985年首次在加拿大被发现。管线 (mass％)为：C0．065，Si0．09，Mn1．84，Cr0．04，Ni 钢的近中性pHSCC的研究主要集中在 X80管线钢 0．51，Mo0．27，Cu0．29，Al0．042，Nb0．032，Ti0．012， 及更低强度级别的管线钢 [~6]。管线钢的近中性pH