بررسی رفتار خوردگی تنشی سه نوع فولاد خطی لوله گاز در محیط های کربنات/بی کربنات سدیم با ph بالا و نزدیک خنثی

ترک خوردن ناشی از خوردگی و تنش یا به اختصار خوردگی تنشی (scc) یکی از مهمترین عوامل تخریب خطوط لوله فولادی گاز مدفون در خاک می باشد. در این پژوهش رفتار خوردگی تنشی فولادهای خط لوله api انواع grade b، x42 و x65 در محلول کربنات سدیم/ بی کربنات سدیم در دو ph بالا و نزدیک خنثی و در دو دمای محیط و ?c60 با استفاده از آزمون های کرنش ثابت و نرخ کرنش آهسته (ssrt) در شرایط پتانسیل آزاد خوردگی بررسی شد. مطالعه نحوه جوانه زنی ترک با میکروسکوپ نوری در نمونه های آزمون کرنش ثابت نشان داد که در محیط ph بالا پس از مدت 10 ماه ترک ایجاد نشده و نمونه ها فقط دچار حفره شده بودند؛ اما نمونه های مربوط به ph نزدیک خنثی در مدت 5 ماه دچار ترک شده بطوریکه درهمه نمونه ها haz بیشترین حساسیت و فلز جوش کمترین حساسیت را در برابر scc داشت. همچنین در بررسی های میکروسکوپی بر روی نمونه ها دیده شد که ترک ها عمدتاً در محل آخال ها و مرزهای بین فازی جوانه زنی و رشد می کنند. نتایج آزمون ssrt نشان داد که فولادهای خط لوله در محلول های با ph نزدیک خنثی و ph بالا نسبت به scc حساس هستند. همچنین با بالا رفتن دما، حساسیت به scc افزایش می یابد. بررسی سطح مقطع شکست نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز نشان داد که نمونه آزمایش شده در هوا دارای مقطع شکست نرم بوده در حالیکه در همه نمونه های آزمایش شده در محلول خورنده، مناطق شکست ترد حاوی کلیواژ نیز مشاهده شد. همچنین دیده شد که در نمونه های آزمایش شده در ph بالا ترک ها بصورت بین دانه ای پیشرفت می کنند و جوانه زنی ترک درآن ها بصورت حفره بود؛ در حالیکه در نمونه های شکسته شده در محلول با ph نزدیک خنثی ترک عمدتاً بصورت درون دانه ای همراه با میکروترک های ثانویه ظاهر شده بود. نتایج آزمون های الکتروشیمیایی و اندازه گیری غلظت هیدروژن جذب شده به درون فولاد نشان داد که در فرایند scc فولاد خط لوله در محلول ph نزدیک خنثی هیدروژن نقش اساسی داشته و با افزایش نرخ انحلال فلز باعث ایجاد scc می گردد.