X-70管線鋼的應力腐蝕破裂特性.pdf

1、西氣東輸工程是將我國新疆的天然氣通過管道輸往上海等東部地區(qū)的輸氣工程,對我國西部開發(fā)和東部能源結構調整有重要意義.由于該工程輸送的天然氣具有高壓易燃的特點,并且管線鋪設路線長,跨越的地區(qū)多,沿途環(huán)境復雜多變,安全性極為重要.我國在高壓油氣長輸管線建設方面起步較晚,相關的科學研究和現場實踐缺乏.發(fā)達國家所積累的豐富經驗表明土壤應力腐蝕破裂[Stress Corrosion Cracking(SCC)]是影響高壓輸氣管線長期安全運行的主要危

2、險之一.管線鋼的土壤SCC可分為高pH SCC和近中性pH SCC兩大類,從目前國內外文獻來看,有關管線鋼在近中性pH環(huán)境中的SCC行為的研究相對較少,特別是X-70管線鋼的研究結果在公開刊物上見到的不多,所以有關X-70鋼在近中性pH環(huán)境中的開裂特性以及開裂機理的研究還需要做大量的工作.由于SCC的影響因素很多,外加電位、CO2含量、溫度以及力學條件等都需進一步研究.另外,由于管線服役過程中可能存在的土層運動引起的管線扭矩的影響也不容

3、忽視.本課題作為國家973項目"材料的環(huán)境行為與失效機理"(G19990650)的子課題,采用慢應變速率試驗(SSRT)、恒位移加載試驗以及循環(huán)加載等多種方法進行綜合分析研究.1. 有關環(huán)境因素對X-70管線鋼在模擬現場環(huán)境的近中性pH溶液(NS4溶液)中的SCC行為的影響的SSRT試驗研究結果表明.2. 基于目前缺乏X-70管線鋼的斷裂韌度數據,采用阻力曲線法測J<,IC>,進而轉換為K<,IC>.通過估算,X-70管線鋼的斷裂韌度

4、大致為 .采用恒位移加載方法研究了裂紋的萌生以及預裂紋的擴展.結果表明,在所研究的試驗條件下,靜載荷不促進裂紋的萌生和擴展.恒位移加載條件下,X-70管線鋼的SCC閾值應力強度因子K<,ISCC>大致在201.8 Mpa.m<'1/2>~237.8 Mpa.m<'1/2>,接近K<,IC>.3. 采用改進的循環(huán)加載試驗機對平面試樣進行循環(huán)加載試驗,研究不同參數條件下不同試樣(不開缺口、雙邊V形缺口以及單邊線形缺口)在近中性pH溶液中的裂