X80管线钢高pH应力腐蚀开裂机制与电位的关系

金属学报, 2013, 49(6): 689-698. doi: 10.3724/SP.J.1037.2012.00744

X80管线钢高pH应力腐蚀开裂机制与电位的关系

范林 ^1, , 刘智勇 ^2, , 杜翠薇 ^3, , 李晓刚 ^4,

1.北京科技大学腐蚀与防护中心教育部腐蚀与防护重点实验室,北京,100083

2.北京科技大学腐蚀与防护中心教育部腐蚀与防护重点实验室,北京,100083

3.北京科技大学腐蚀与防护中心教育部腐蚀与防护重点实验室,北京,100083

4.北京科技大学腐蚀与防护中心教育部腐蚀与防护重点实验室,北京,100083

基金项目: National Natural Science Foundation of China(.50971016 and 51171025) 国家自然科学基金项目50971016和51171025资助

关键词： X80管线钢 , 应力腐蚀开裂 , 高pH环境 , 外加电位 , 评价方法

RELATIONSHIP BETWEEN HIGH pH STRESS CORROSION CRACKING MECHANISMS AND APPLIED POTENTIALS OF X80 PIPELINE STEEL

Keywords： X80 pipeline steel , stress corrosion cracking , high pH environment , applied potential , evaluation method

采用慢应变速率拉伸实验和恒电位浸泡实验,分析了不同电位下X80管线钢在高pH环境中的应力腐蚀开裂(SCC)行为和机制.结合不同扫描速率下的动电位极化曲线的测量,从热力学角度对SCC的敏感电位区间进行了划分.在综合考虑材料的最大断裂强度和面缩率损失的前提下,提出了评价SCC敏感性的综合指标IΣ,并将适用于酸性土壤模拟溶液中的SCC敏感性判据拓展到高pH环境中对其进行了验证.结果表明,X80钢在本实验溶液中的SCC敏感电位区间可以划分为:-600--569 mV,受阳极溶解(AD)机制控制,沿晶应力腐蚀开裂(IGSCC)较为敏感,铁素体晶界优先溶解；在开路电位Eocp--600 mV,SCC敏感性最低,以点蚀的发生和发展为特征,单纯的AD机制不会导致显著的穿晶应力腐蚀开裂(TGSCC)敏感性；在析氢电位-1046 mV Eocp,在AD和氢脆(HE)机制的共同作用下,X80钢的SCC敏感性最高,裂纹以TGSCC的形式扩展,点蚀对TGSCC裂纹的萌生和扩展起到关键作用；低于-1046 mV,X80钢在HE的作用下断裂,表现出较高的脆性.经计算验证,采用I∑作为评价SCC敏感性的指标是可行的.

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