海洋环境中2507/X70异相焊缝电偶效应及其对应力腐蚀开裂机制的影响

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基本信息

  • 批准号：
    51701102
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    王力伟
  • 依托单位：
    青岛大学
  • 学科分类：
    E0103.金属材料使役行为与表面工程
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Stress corrosion cracking (SCC) of stainless steel/low alloy steel dissimilar welded joint is a serious threat to the safety service of offshore engineering equipment. This project takes SAF2507 super duplex stainless steel/ X70 pipeline steel dissimilar welded joint as research subject, in terms of the complex multiphase galvanic system caused by welding, explore the macro and micro galvanic effect and its influence on SCC mechanism. The project will analysis the heterogeneity of microstructure and mechanical property, figure out the macro and micro galvanic corrosion effect of different microstructures in the welded joint, reveal the micro-mechanism and main controlling factors of SCC, establish the internal relationship of microstructure—mechanical property—galvanic effect—SCC, and ultimately understand the SCC mechanism of dissimilar welding multiphase galvanic system from the perspective of material science and electrochemistry. The results of the project have great science significance and application value. It can not only enrich the SCC initiation and propagation mechanism of dissimilar metal welding, but also provide theoretical basis for selection and optimization of welding technology, and safety evaluation of duplex stainless steel/ pipeline steel dissimilar metal welding.
不锈钢/低合金钢异种金属焊缝的应力腐蚀开裂（SCC）严重威胁着海洋工程装备的服役安全。本项目以SAF2507超级双相不锈钢/X70管线钢（2507SDSS/X70）异相焊缝为研究对象，针对焊接导致的复杂多相电偶体系，探索其在海水环境中的宏、微观电偶效应及其对SCC机制的影响。项目将深入解析异相焊缝微观组织结构及力学性能不均匀性，明确异相焊缝多相电极体系各组成相之间的宏、微观电偶腐蚀效应，揭示2507SDSS/X70异相焊缝SCC裂纹萌生/扩展的微观机制和主控因素，建立组织结构—力学性能—电偶效应—应力腐蚀之间的内在联系，从材料学和电化学角度深入认识异相焊缝多相电极体系应力腐蚀机理。研究结果不仅能进一步丰富异种金属焊缝复杂多相电极体系应力腐蚀发生发展机制，还能为海工用双相不锈钢/管线钢异种金属焊接工艺选择、优化与安全评价提供理论依据，具有重要的科学意义和实际应用价值。

结项摘要

双相不锈钢/海工低合金高强钢异种金属焊接接头的应力腐蚀开裂严重威胁着海洋工程装备的服役安全。基于此，本项目选择海洋工程中常用的2507超级双相不锈钢（2507SDSS）、X80高强管线钢以及E690海工钢，采用钨极气体保护焊（TIG）和熔化极气体保护焊（MIG）技术，制备了2507SDSS/X80、2507SDSS/E690异种金属焊接接头，对其接头不同区域的微观组织结构及整个接头的腐蚀演化过程进行分析，并揭示了异种金属焊接接头微观组织结构、电偶效应等对其应力腐蚀开裂行为与机制的影响。研究结果表明，通过设计合理的焊接工艺，两种焊接方法均可制备性能满足要求的焊接接头。焊接接头熔合线处出现稀释区、I型、II型晶界以及元素的梯度变化，由于马氏体带的形成导致异种金属焊接接头过渡区硬度达到最高值。在人工海水中腐蚀不同时间后，双相不锈钢焊缝金属没有发生腐蚀，而X80钢一侧则发生了明显的点蚀及均匀腐蚀。当焊接接头浸泡至30天时，熔合线两侧的高度差已经达到了30μm左右。开路电位下，由于电偶效应的影响，低合金钢一侧应力腐蚀敏感性较高。不锈钢/低合金钢的电偶效应会促进低合金钢一侧的局部腐蚀的发生以及锈层下氢的析出，从而导致低合金钢成为优先断裂位置。在-950mV和-1050mV阴极保护电位下，断裂位置发生改变，断裂位置转移到熔合界面处。在-950mV电位下，双相不锈钢焊缝产生二次裂纹，断裂由焊缝开始，沿熔合界面扩展。在阴极电位与应力共同作用下，双相不锈钢焊缝产生大量的二次裂纹，导致焊缝组织具有较高的应力腐蚀开裂敏感性。..

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Combined effect of cathodic potential and sulfur species on calcareous deposition, hydrogen permeation, and hydrogen embrittlement of a low carbon bainite steel in artificial seawater
阴极电位和硫物种对人工海水中低碳贝氏体钢钙质沉积、氢渗透和氢脆的联合影响
  • DOI：
    10.1016/j.corsci.2019.07.013
  • 发表时间：
    2019-09-01
  • 期刊：
    CORROSION SCIENCE
  • 影响因子：
    8.3
  • 作者：
    Tian, Huiyun;Xin, Juncheng;Cui, Zhongyu
  • 通讯作者：
    Cui, Zhongyu
Corrosion evolution and stress corrosion cracking of E690 steel for marine construction in artificial seawater under potentiostatic anodic polarization
恒电位阳极极化下人工海水中E690海洋建筑用钢的腐蚀演化及应力腐蚀开裂
  • DOI：
    10.1016/j.conbuildmat.2019.117763
  • 发表时间：
    2020-03
  • 期刊：
    Construction and Building Materials
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Qiankun Lu;Liwei Wang;Juncheng Xin;Huiyun Tian;Xin Wang;Zhongyu Cui
  • 通讯作者：
    Zhongyu Cui
Electrochemical corrosion, hydrogen permeation and stress corrosion cracking behavior of E690 steel in thiosulfate-containing artificial seawater
E690钢在含硫代硫酸盐人工海水中的电化学腐蚀、氢渗透及应力腐蚀开裂行为
  • DOI：
    10.1016/j.corsci.2018.08.048
  • 发表时间：
    2018-11-01
  • 期刊：
    CORROSION SCIENCE
  • 影响因子：
    8.3
  • 作者：
    Tian, Huiyun;Wang, Xin;Zhang, Dawei
  • 通讯作者：
    Zhang, Dawei
Influence of sulfide on the passivation behavior and surface chemistry of 2507 super duplex stainless steel in acidified artificial seawater
硫化物对2507超级双相不锈钢在酸化人工海水中钝化行为和表面化学的影响
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2019.144340
  • 发表时间：
    2020-02
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Wang Liwei;Dou Yunpeng;Han Sike;Wu Junsheng;Cui Zhongyu
  • 通讯作者：
    Cui Zhongyu
Influence of inclusions on initiation of pitting corrosion and stress corrosion cracking of X70 steel in near-neutral pH environment
近中性pH环境下夹杂物对X70钢点蚀和应力腐蚀开裂萌生的影响
  • DOI：
    10.1016/j.corsci.2018.11.007
  • 发表时间：
    2019-02-01
  • 期刊：
    CORROSION SCIENCE
  • 影响因子：
    8.3
  • 作者：
    Wang, Liwei;Xin, Juncheng;Cui, Zhongyu
  • 通讯作者：
    Cui, Zhongyu

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其他文献

微区电化学测量技术进展及在腐蚀领域的应用
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  • 作者：
    王力伟;李晓刚;杜翠薇;曾笑笑;WANG Liwei,LI Xiaogang,DU Cuiwei,ZENG Xiaoxiao (Ke
  • 通讯作者：
    WANG Liwei,LI Xiaogang,DU Cuiwei,ZENG Xiaoxiao (Ke
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    王力伟;杜翠薇;刘智勇;李晓刚;WANG Li-wei,DU Cui-wei,LIU Zhi-yong,LI Xiao-gang(C;Key laboratory of Corrosion;Protection, Minist
  • 通讯作者：
    Protection, Minist
2018年3月20日阳江新湖水库M_L4.2级震群发震机理分析
  • DOI：
    10.13512/j.hndz.2018.s1.001
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
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  • 作者：
    王力伟;王小娜;吴国瑞;黄柳芳
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    黄柳芳
2018年11月26日台湾海峡Ms地震发震构造研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    地球物理学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    王小娜;叶秀薇;黄元敏;王力伟
  • 通讯作者：
    王力伟
广枣的化学成分和药理活性研究进展
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  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    食品科学
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  • 作者：
    王晓琴;王力伟;赵岩;马超美
  • 通讯作者：
    马超美

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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