بررسی مقاومت به خوردگی تنشی و تردی هیدروژنی فولادهای X70 و X80 با رویکردی نوین

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان

احسان اله‌یاری ¹

علی داودی ²

سید عبدالکریم سجادی ¹

¹ گروه مهندسی و علم مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

² موسسه وایت مانتین، آلمیره، هلند

10.22067/jmme.2026.98110.1246

چکیده

خطوط لوله انتقال نفت و گاز در محیط‌های خورنده مستعد شکست‌های فاجعه‌بار ناشی از خوردگی تنشی (SCC) و تردی هیدروژنی (HE) هستند. این پژوهش به بررسی اثر جذب هیدروژن بر رفتار خوردگی فولادهای خط لوله X70 و X80 با رویکردی جدید می‌پردازد. برهمین اساس آزمون‌های اکسیداسیون آندی هیدروژن، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و کشش با نرخ کرنش آهسته (SSRT) انجام شد تا مقاومت به SCC و HE مشخص شود. نتایج نشان داد که جذب هیدروژن در X80 (mol/m3 1/0±2/2) به طور معنی‌داری از X70 (mol/m3 01/0±86/0) در چگالی جریان شارژ mA/cm2 1۰- بیشتر است. همچنین، درصد حساسیت سطح مقطع SCC در حالی که برای فولاد X80 5/51% بدست آمد، که این پارامتر برای X70 1% محاسبه شد. تحلیل‌ها حاکی از آن است که ریزساختار چقرمه X70 مقاومت بهتری در برابر نفوذ هیدروژن و رشد ترک ناشی از SCC نشان می‌دهد، در حالی که X80 حساسیت بیشتری به شکست‌های ترد دارد. این یافته‌ها برتری آلیاژ X70 در محیط‌های غنی از هیدروژن را تایید می‌کند.

کلیدواژه‌ها

خوردگی تنشی

تردی هیدروژنی

کشش با نرخ کرنش آهسته

موضوعات

• خوردگی و اکسیداسیون

---

عنوان مقاله English

Study of Stress Corrosion Cracking Resistance and Hydrogen Embrittlement of X70 and X80 Steels with a Novel Approach

نویسندگان English

Ehsan Allahyari ¹

Ali Davoodi ²

Seyed Abdolkarim Sajjadi ¹

¹ Department of Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

² White Mountain Co., Almere, Netherlands

چکیده English

Oil and gas transmission pipelines operating in corrosive environments are susceptible to severe failures caused by stress corrosion cracking (SCC) and hydrogen embrittlement (HE). This reaserch investigates the effect of hydrogen uptake on the corrosion behavior of X70 and X80 pipeline steels using a novel approach. Based on this, hydrogen anodic oxidation, potentiodynamic polarization, and slow strain rate testing (SSRT) tests were conducted to determine the resistance to SCC and HE. The results indicate that hydrogen absorption in X80 (2.2 ± 0.1 mol/m3) is significantly higher than that in X70 (0.86 ± 0.01 mol/m3) at a charging current density of -10 mA/cm². In addition, the SCC cross-sectional sensitivity index was determined to be 51.5% for X80, whereas this parameter was calculated to be only 1% for X70. The analyses reveal that the tougher microstructure of X70 exhibits superior resistance to hydrogen ingress and SCC crack propagation, while X80 shows a higher sensitivity to brittle fracture. These findings confirm the superiority of X70 alloy for applications in hydrogen-rich environments.

کلیدواژه‌ها English

Stress Corrosion Cracking

Hydrogen Embrittlement

Slow Strain Rate Testing