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关于焊接接头论文范文写作 X80钢焊接接头在高pH环境中慢应变拉伸试验相关论文写作资料

主题:焊接接头论文写作 时间:2023-12-19

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[摘 要]采用慢应变速率拉伸(SSRT)试验观察研究了X80管线钢及焊接接头在0.5mol/L Na2CO3+1mol/L NaHCO3溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)敏感性.试验结果表明,随着外加电位的负移,断裂时间、断面收缩率、应变量都明显变小;X80管线钢及焊接接头的应力腐蚀开裂敏感性增加,施加相同外加电位时,焊接接头较母材的应力腐蚀敏感性增加.

[关键词]X80管线钢;SSRT;CO32--HCO3-溶液

前言

X80钢是目前国际铺设的最高强度级别的管线钢,但由于管道输送过程中,焊接接头处是薄弱环节,最容易发生生突发性破裂事故,所以加紧X80管线钢及焊接接头的研究有着重要的工程应用价值.

土壤介质引起的应力腐蚀开裂(SCC)危害较大,而管线钢SCC可分为高pHSCC和近中性pHSCC.为便于研究,本文采用0.5N Na2CO3+1N NaHCO3溶液来模拟高pH值土壤环境,就X80钢及焊接接头的应力腐蚀进行试验研究.

1.试验选材

本试验所用材料是X80钢,密度为7.9g/cm3.所用材料分别取材于母材和焊缝处,经过机械加工做成试样.所得试样的形状和尺寸如图1所示.

图1 试样

2.试验设备

选用国产SCC-1型应力腐蚀测量系统对试样进行慢应变速率拉伸(SSRT)试验.

3.试验介质

本实验用0.5mol/LNa2CO3+1mol/L NaHCO3溶液,所用溶剂为去离子水.

4.试验结果及分析

在试验设备上分别测试母材和焊缝在-1000mV、-800mV、-730mV、-600mV自腐蚀电位下和空拉时的应力腐蚀敏感性.通过对母材在不同外加电位下拉伸时的曲线和断裂寿命、断面收缩率、抗拉强度、应变量和空拉时的值比较,观察其变化规律.

图2为母材在不同外加电位下的应力-应变曲线.从图2中可以看出,曲线的变化具有一定的规则性.空拉时无论是抗拉强度还是断裂寿命都是最大的;当有外加电位时,随着电位的负向增大,抗拉强度逐渐增大,断裂寿命却逐渐减小,并且其减小量受电位影响很大,呈现急剧下降趋势.但同空拉曲线比较得出:外加电位对埋地管线钢的失效影响很大.

表3为母材的应力腐蚀破裂参数.由表中数据看出:当外加负电位值增加时,断裂寿命明显减小,说明阴极保护对应力腐蚀有促进作用.断面收缩率随着电位的增大明显增大,说明试样断裂时的变形越来越大,其脆性断裂越不显著,其中,以空拉时的断面收缩率最大.外加电位对抗拉强度无明显影响,说明抗拉强度是材料本身的性质,外界影响不大,只是空拉时会比加电位时稍微大一些.应变量的变化最明显,在空拉时属于典型的塑性断裂,当存在外加电位时,随着负电位数值的增大,脆性断裂越明显.

图3为焊缝在不同外加电位下的应力-应变曲线.从图3中可以看出随着电位负向增加,抗拉强度基本上不变,但仍以空拉时最大.断裂寿命则随着电位的负向增大而明显减小,空拉时由于试验设备原因导致空拉曲线在下滑阶段有所失准,故不在试验考虑之内.因此焊缝的应力腐蚀敏感性随着电位的负向增加而增强.从表4中可以看出,随着电位数值的负向增加,断裂寿命增加,抗拉强度处于540N左右波动,应变量则明显的减小,证明外加阴极电位促进了焊缝的应力腐蚀破裂.将表4和表3比较可以看出,在相同的外加电位下,焊缝比母材的断裂寿命明显减少.

5.结论

1)母材和焊缝的腐蚀敏感性都会受到外加电位的影响,并且电位的负向值越大时,受到的影响越明显.随着外加电位的负移,母材和焊缝的断裂时间、断面收缩率、应变量都明显变小,X80管线钢及焊接接头的应力腐蚀开裂敏感性增加,施加相同外加电位时,焊接接头较母材的应力腐蚀敏感性增加.2)在相同的外加电位下,焊缝比母材更易受到应力腐蚀的影响,断裂寿命明显减少,即焊缝更易受到腐蚀,焊接接头较母材的应力腐蚀敏感性增加.

作者简介

吕玉荣(1982- ),女(汉族),山东潍坊人,鹤壁职业技术学院讲师.

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