بررسي رفتار خوردگي تنشي جوش فولاد خط لوله API-X70 در شرايط شبيه سازي شده خاك

An Investigation on Stress Corrosion Cracking Behavior of API-X70 Pipeline Steel Weldment in a Simulated Soil Solution

در پژوهش حاضر به بررسي اثر حرارت ورودي فرآيند جوشكاري قوسي با الكترود روكش دار (SMAW) بر رفتار خوردگي تنشي جوش فولاد خط لوله API-X70 پرداخته شده است. براي اين منظور، آلياژ مذكور با سه نرخ حرارت هاي ورودي كم، متوسط و بالا جوشكاري شد. ريز ساختار نمونه ها با استفاده از ميكروسكوپ نوري و الكتروني مورد مطالعه قرار گرفت. حساسيت به خوردگي تنشي توسط آزمون كرنش با نرخ آهسته(SSRT) در شريط پتانسيل آزاد خوردگي در محلول شبيه سازي شده خاك C2 با pH نزديك به خنثي مورد ارزيابي قرار گرفت. از ميكروسكوپ الكتروني روبشي جهت بررسي سطوح و مقاطع شكست نمونه ها استفاده گرديد. خوردگي مناطق مختلف جوش با استفاده از آزمون پلاريزاسيون پتانسيوديناميك بررسي شد. نتايج نشان داد كه با افزايش حرارت ورودي استحكام و سختي كاهش يافته، منطقه متاثر از حرارت(HAZ) بزرگتر شده و اندازه دانه افزايش مي يابد. نتايج آزمون SSRT نشان داد كه با افزايش حرارت ورودي حساسيت به SCC كاهش مي يابد. تصاوير SEM بدست آمده از سطوح شكست تاييد كننده شكست ترد نمونه هاي تحت آزمون در محيط خورنده بود. همچنين مشاهده شد كه ترك هاي ايجاد شده به صورت درون دانه اي رشد مي كنند.آزمون پلاريزاسيون پتانسيوديناميك نشان داد كه كمترين ميزان نرخ انحلال آندي مربوط به نمونه جوشكاري شده با حرارت ورودي بالاتر است. در كل نتايج به دست آمده بيانگر كاهش حساسيت به SCC با افزايش حرارت ورودي به دليل كاهش مناطق حساس به شروع و رشد ترك SCC است.

In this study stress corrosion cracking behavior of X70 pipeline steel after shielded metal arc welding has been investigated. For this purpose, the alloy was welded by low, medium and high rates of heat input. Microstructures of specimens were studied using light and electron microscopes. Stress corrosion cracking susceptibility was evaluated using slow strain rate tests in C2 simulated soil solution in free corrosion potential. Scanning electron microscopy was used to examine the fracture surfaces. Corrosion of different areas of weld was evaluated by potentiodynamic polarization test method. Results showed that by increasing heat input, tensile strength and hardness of welded metal reduces, larger heat affected zone (HAZ) is produced and the grain size is increased. Slow Strain Rate Test (SSRT) results showed that increasing the welding heat input will reduce the susceptibility to SCC. SEM images obtained from samples confirmed brittle fracture of specimens tested in the corrosive environment. It was also observed that the produced cracks might grow in transgranular mode. Potentiodynamic polarization tests showed the lowest rate of anodic dissolution for welded samples with higher heat inputs. Overall, results showed that by reducing heat input the susceptibility to SCC increases; this is due decrease in areas which are sensitive to crack growth and initiation.