Skip to main content
SUPERVISOR
Mohmmad ali Golozar,Ahmad Saatchi
محمدعلي گلعذار (استاد راهنما) احمد ساعت چي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sayed Abdsaleh Talakesh
سيدعبدالصالح طلاکش

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

An Investigation of Stress Corrosion Cracking in Gas Pipeline Steel in High and Near-Neutral pH Environments and Its Mechanisms
The effect of hydrogen on the stress corrosion cracking (SCC) of API X-65 pipeline steel in near-neutral pH environments was studied using cyclic voltammetry, hydrogen electrochemical oxidation current measurements and slow strain rate tests (SSRT). All the tests were performed in solution consisted of 0.1, 0.01 and 0.005 M sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), at both room temperature and 60 ?C. The oxidation currents were obtained for the hydrogen pre-charged specimens maintained at a certain positive potential in dilute NaOH electrolyte. Hydrogen concentrations in cathodically pre-charged specimens were estimated by calculating the area under the current curve. The results showed that hydrogen oxidation current increased with decreasing solution concentration and was maximum for 0.005 M NaHCO 3 at 60 ?C. Combined with SSRT results, it is found that the high susceptibility to SCC is always connected to a high hydrogen concentration in steel. In addition, the fracture surfaces of specimens were observed in a scanning electron microscope (SEM). Specimen tested in air, exhibited a ductile type of failure, conversely, those tested in corrosive solution showed brittle fracture composed of microcracks just near the surface. These microcracks were found more frequently in the specimen tested in 0.005 M NaHCO 3 , so it might be due to the effect of high hydrogen concentration in steel.
چکيده ترک خوردن ناشي از خوردگي و تنش يا به اختصار خوردگي تنشي ( SCC ) يکي از مهمترين عوامل تخريب خطوط لوله فولادي گاز مدفون در خاک مي باشد. در اين پژوهش رفتار خوردگي تنشي فولادهاي خط لوله API انواع grade B، X42 و X65 در محلول کربنات سديم/ بي کربنات سديم در دو pH بالا و نزديک خنثي و در دو دماي محيط و ?C60 با استفاده از آزمون هاي کرنش ثابت و نرخ کرنش آهسته (SSRT) در شرايط پتانسيل آزاد خوردگي بررسي شد. مطالعه نحوه جوانه زني ترک با ميکروسکوپ نوري در نمونه هاي آزمون کرنش ثابت نشان داد که در محيط pH بالا پس از مدت 10 ماه ترک ايجاد نشده و نمونه ها فقط دچار حفره شده بودند؛ اما نمونه هاي مربوط به pH نزديک خنثي در مدت 5 ماه دچار ترک شده بطوريکه درهمه نمونه ها HAZ بيشترين حساسيت و فلز جوش کمترين حساسيت را در برابر SCC داشت. همچنين در بررسي هاي ميکروسکوپي بر روي نمونه ها ديده شد که ترک ها عمدتاً در محل آخال ها و مرزهاي بين فازي جوانه زني و رشد مي کنند. نتايج آزمون SSRT نشان داد که فولادهاي خط لوله در محلول هاي با pH نزديک خنثي و pH بالا نسبت به SCC حساس هستند. همچنين با بالا رفتن دما، حساسيت به SCC افزايش مي يابد. بررسي سطح مقطع شکست نمونه ها با ميکروسکوپ الکتروني روبشي نيز نشان داد که نمونه آزمايش شده در هوا داراي مقطع شکست نرم بوده در حاليکه در همه نمونه هاي آزمايش شده در محلول خورنده، مناطق شکست ترد حاوي کليواژ نيز مشاهده شد. همچنين ديده شد که در نمونه هاي آزمايش شده در pH بالا ترک ها بصورت بين دانه اي پيشرفت مي کنند و جوانه زني ترک درآن ها بصورت حفره بود؛ در حاليکه در نمونه هاي شکسته شده در محلول با pH نزديک خنثي ترک عمدتاً بصورت درون دانه اي همراه با ميکروترک هاي ثانويه ظاهر شده بود. نتايج آزمون هاي الکتروشيميايي و اندازه گيري غلظت هيدروژن جذب شده به درون فولاد نشان داد که در فرايند SCC فولاد خط لوله در محلول pH نزديک خنثي هيدروژن نقش اساسي داشته و با افزايش نرخ انحلال فلز باعث ايجاد SCC مي گردد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی