发布时间 : 星期一 文章冶金工程毕业设计 - 图文更新完毕开始阅读d257013caf45b307e8719758
辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 I 页
摘 要
石油、天然气输送管线在服役过程中,环境中的氢不可避免的进入到管线材料内部,产生氢损伤。管线钢中的氢可能导致氢脆和氢致开裂，裂纹扩展可能与进入钢中的氢含量有关。
本论文以X80管线钢为样品，在0.5mol/L的H2SO4溶液中用电化学充氢的方法进行研究，探讨试样在不同条件下的吸收氢的规律，为后面的耦合实验提供充氢依据。本实验共分两组：第一组固定充氢电流密度，改变充氢时间，研究在相同充氢电流密度下，充氢时间对氢吸收的影响。第二组固定充氢时间，改变充氢电流密度，研究在相同充氢时间下，充氢电流密度对氢吸收的影响。钢中氢的含量主要采用排油集气法测定,以获得钢中的氢含量。
实验获得如下结果：固定充氢电流密度不变，随着充氢时间的延长，材料中的可扩散氢含量CH 逐渐增加.充氢时间达到5h时，材料中的可扩散氢含量CH 基本饱和，再延长充氢时间，氢含量的增幅很小。固定充氢时间不变，随着充氢电流密度的增大，材料中的可扩散氢含量CH 逐渐增加，充氢电流密度达到18mA/cm2时，材料中的可扩散氢含量CH
基本饱和，再增大充氢电流密度，氢含量的增幅很小。
关键词：管线钢；电流密度；氢脆；耦合
辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 II 页
ABSTRACT
In oil, natural gas transportation pipeline service process, the hydrogen in environment inevitably enters the interior piping materials, generating hydrogen damage. Pipeline steel of hydrogen could lead to hydrogen induced cracking and hydrogen, it has to do with hydrogen content in steel.
The paper used X80 pipeline steel as samples, in 0.5 mol/L - H2SO4 solution using electrochemical hydrogen charging, to explore specimen under different conditions of hydrogen absorption and provide a basis for hydrogen in behind of coupling experiment. This experiment is divided into two groups: the first group is in changing hydrogen filling time, fixed current density of hydrogen to study under the same current density of hydrogen, hydrogen filling time for hydrogen absorption. A second group is in changing the current density of hydrogen, fixed hydrogen charging time, to study the hydrogen filled in the same time, the current density of hydrogen effects on hydrogen absorption. Hydrogen content in steel mainly adopts discharge of oil gas collection method, in order to obtain hydrogen content in steel.
Experiments obtain the following results: fixed hydrogen charging current density is constant, as the extension of hydrogen filling time, material can be diffusion hydrogen content of CH increased gradually. In hydrogen filling time at 5h, the material can be diffusion hydrogen content of CH basic saturated, and in extend the time of hydrogen, hydrogen content of the increase is small. Fixed hydrogen charging time is constant, as the increase of current density of hydrogen, the material can be diffusion hydrogen content of CH increased gradually. In hydrogen current density reach 18 mA/cm2, the material can be diffusion hydrogen content of CH basic saturated, hydrogen and increase the current density, the increase of hydrogen content is very small.
Key word: Pipeline steel ；Current density ；Hydrogen embittrlement ；coupling
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目录
摘 要 .................................................................. I ABSTRACT ................................................................. II 第一章 绪论............................................................... 1
1.1管线钢简介 .......................................................... 1
1.1.1管线钢用途 ..................................................... 1 1.1.2管线钢的生产情况 .............................................. 1 1.1.3管线钢的消费状况 .............................................. 2 1.1.4管线钢的发展趋势 .............................................. 3 1.1.5 X80管线钢 ..................................................... 3 1.2管线钢中的氢 ........................................................ 4
1.2.1影响管线钢中氢含量的因素分析 ................................ 4 1.2.2管线钢中氢腐蚀机理 ............................................ 5 1.2.3管线钢氢腐蚀致开裂的危害 ..................................... 5 1.3本实验的研究背景 .................................................... 7
第二章 X80管线钢电化学充氢行为的研究 ............................. 8
2.1引言 ................................................................. 8 2.2试验方法 ............................................................. 9
2.2.1实验材料 ....................................................... 9 2.2.2 样品加工和准备 ................................................ 9 2.2.3 实验方案及过程 ............................................... 10 2.3.实验结果与讨论 ..................................................... 12
2.3.1实验结果 ...................................................... 12 2.3.2钢吸收氢规律 ................................................. 12 2.3.3 两种不同情况下试样吸收氢含量的比较 ........................ 13
第三章 结论.............................................................. 14 致谢 ....................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ................................................................. 15
辽宁科技大学毕业设计（论文） 第 1 页
第一章 绪论
1.1管线钢简介
1.1.1管线钢用途
管线钢如图1.1是指用于输送石油、天然气等的大口经焊接钢管用热轧卷板或宽厚板。管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能。管线钢主要用于加工制造油气管线。油气管网是连接资源区和市场区的最便捷、最安全的通道，它的快速建设不仅将缓解我国铁路运输的压力，而且有利于保障油气市场的安全供给，有利于进步我国的能源安全保障程度和能力[1]。
图1.1管线钢
1.1.2管线钢的生产情况
目前，我国油气输送所使用的管线管主要由石油自然气团体公司的6个焊管厂生产，它们是宝鸡石油钢管厂、贵阳石油钢管厂、华北石油钢管厂，辽阳石油钢管厂，沙市石油钢管厂，胜利石油钢管厂等，总设计生产能力约为120万t左右。生产的油气管以螺旋焊管和高频直缝焊管为主，而管径大、管壁厚的直缝埋弧焊管的生产在我国时间较短。2000年，我国第一条大口径直缝埋弧焊管生产线在番禺珠江钢管公司建成，此生产线从澳大利亚引进，可生产厚壁大口径长输管线钢管，钢管外径457～1800mm，特殊规格可达3000mm，壁厚4.5～37mm，特殊规格还可增厚，单管最长可达12m。但生产这种焊管所需管线用宽厚钢板目前基本还需依靠进口。近日，日本住友金属和住友商事又与中国石油自然气团体公司(CNPC)下属的宝鸡钢管厂合作生产石油自然气用中径焊接钢管，主要生产油气输送管线的支线用焊管，产量可由目前的5万吨进步到2～3年后的12万吨。