CC BY
29
УДК 620.193
Влияние переменного тока на коррозионное растрескивание под напряжением трубной стали Х70 в нейтральных средах
ТА Ненашева1*, А.И. Маршаков1, В.Э. Игнатенко1
1 ФГБУН «Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН)», Российская Федерация, 119071, г. Москва, Ленинский пр-т, д. 31, к. 4 * E-mail: tnenasheva@inbox.ru
Тезисы. Переменный ток ускоряет коррозионное растрескивание трубной стали Х70 в электролитах различного состава: 3,5%-ном растворе NaCl (рН 7), цитратном буфере (рН 5,5), смеси раствора NS4 с боратным буфером (рН 7). Возрастание скорости роста трещины при статической нагрузке и ухудшение трещиностойкости стали при медленном растяжении образца с постоянной скоростью (SSRT-испытания) коррелируют с увеличением скорости коррозии металла.
Негативное влияние переменного тока (далее - АС) промышленной частоты на коррозию подземных и подводных стальных конструкций давно известно1. Ранее установлено, что АС значительно ускоряет коррозию углеродистой стали в 3,5%-ном растворе NaCl [1, 2]. В ряде исследований [3-5] показано, что под действием АС увеличивается склонность трубной стали к коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН). В связи с этим авторами экспериментально изучено влияние AC на общую трещиностойкость трубной стали Х70 и скорость роста коррозионной трещины при статической нагрузке в средах, моделирующих природные электролиты (грунтовые электролиты и морскую воду).
Методика эксперимента
В качестве рабочих и вспомогательных электродов использовались образцы из стали класса прочности Х70 (предел текучести о02 = 538 МПа, предел прочности св = 622 МПа), вырезанные из трубы типоразмера 0 1420*18,7 мм производства Харцызского трубного завода (табл. 1), и стали 08кп [1].
Ключевые слова:
трубная сталь, коррозионное растрескивание под напряжением, переменный ток.
Химический состав трубной стали Х70, % масс.
Таблица 1
С Mn Si Cr Nb Cu Mo V S P Al Ti
0,1 1,6 0,33 0,03 0,05 0,018 0,03 0,005 0,006 0,03 0,035 0,01
В качестве рабочих электролитов использовали:
• 3,5%-ный (масс.) раствор NaCl, моделирующий морскую воду;
• цитратный буфер (ЦБ) (молярная концентрация: 0,08М C6H8O7 + 0,1М KCl + + 0,0416М NaOH; pH = 5,5), который имитирует слабокислый грунтовый электролит [6, 7];
• смесь синтетического грунтового электролита NS4 (молярная концентрация: 0,0016М KCl + 0,0058М NaHCO3 + 0,0016М CaCl2 + 0,0011М MgSO4) и боратного буфера (ББ) (молярная концентрация: 0,1М H3BO3 + 0,008М Na^O^ pH = 7).
Все растворы готовили из особо чистых реактивов на дистилляте. Опыты проводили при комнатной температуре (20 ± 2 °C) и свободном доступе кислорода.
1 См. CEN/TS 15280:2006. Evaluation of a.c. corrosion likelihood of buried pipelines - Application
to cathodically protected pipelines: Technical Specification, а также Инструкция по защите от коррозии подземных стальных трубопроводов, расположенных в зоне действия рельсового электротранспорта на переменном токе. - М.: Стройиздат, 1972. - 126 с.
(Электродные потенциалы далее указаны относительно стандартного водородного электрода.) Влияние переменного синусоидального (50 Гц) тока на массопотери стали при потенциале коррозии (далее - АС-коррозия), рост трещины и трещиностойкость стали изучали в 3-электродных ячейках [8].
Измерение потенциала и скорости коррозии стали [2]. Скорость коррозии стали определяли гравиметрическим методом после 24 ч выдержки образцов в растворе на электродах из стали 08кп толщиной 0,2 мм с площадью рабочей поверхности 7 см2.
Определение скорости внедрения водорода в сталь [10]. Скорость внедрения водорода в металл (ip) определяли методом электрохимической десорбции водорода в ячейке Деванатхана - Стахурского [9]. Использовали мембраны из стали 08кп толщиной 0,1 мм.
Определение скорости роста трещины при постоянной нагрузке [11]. В качестве рабочих электродов использовали образцы из стали Х70 с предварительно выращенной усталостной трещиной, которая служила инициатором развития трещин при коррозионных экспериментах. Габаритные размеры рабочего электрода 200*17*3 мм, вспомогательного - 10*10*3 мм. Рабочая площадь каждого из электродов составляла 1.. .2 см2.
Скорость роста трещины (V) на рабочем электроде определяли методом измерения электросопротивления образца (RT) [6]. Изменение RT в зависимости от времени испытаний (т) регистрировали микроомметром БСЗ-010-2 (точность измерений 10-8 Ом). К образцу прикладывали постоянную растягивающую нагрузку (500 кг), что при расчете коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины [7, 11] соответствует области «плато» кривой разрушения стали Х70 [7].
Определение трещиностойкости при растяжении образцов с постоянной медленной скоростью деформации (англ. slow strain
Таблица 2
/кор, А/см2, при различных значениях пикового потенциала
Среда ЕР, В
0 0,5 1,0 1,4
Раствор NaCl 5,55-10-6 5,95- 10-5 1,0 • 10-4 1,7 10-4
ЦБ 2,47 -10-5 1,96 • 10-4 6,47 •Ю-4 6,84 •Ю-4
NS4+EE 5,7 10-6 1,16 • 10-5 2,03-10-5 2,3 • 10-5
rate test, SSRT). Опыты проводились на цилиндрических образцах из стали Х70 с рабочей частью диаметром 2,5 мм, изготовленных согласно ГОСТ 1497-84, с применением разрывной машины марки HYBER AB [12]. Скорость растяжения образца составляла 2 10-6 мм/с, длительность опыта - около 10.15 дней.
Относительное сужение образца (RA, %) после разрыва рассчитывали по формуле
RA = -100,
(1)
где £0 - начальная площадь поперечного сечения образца, мм2; - площадь поперечного сечения образца после разрыва, мм2. Учитывая значение ЯЛ при разрыве образца на воздухе (ЯЛ0), определяли индекс КРН (/КЛ, %):
IRA = — -100.
RA RA„
(2)
Результаты и их обсуждение
Влияние переменного тока на скорость и потенциал коррозии стали. При различных значениях пикового потенциала (Ер) изучено влияние АС на скорость коррозии стали (/кор) в растворах различного состава (табл. 2). Как видим, в отсутствие АС (Ер = 0) г максимальна в ЦБ, а в растворах №С1 и N84+55 значения гм>р примерно равны. Ускоряющее действие АС на коррозию стали в изученных растворах различно. Так, если Ер = 0,5, в растворе №С1 гкор возрастает примерно в 10 раз, в ЦБ - в 7,4 раза, в N84+55 - только в 2 раза. При увеличении Ер наиболее слабое влияние АС также наблюдается в растворе N84+55.
Надо отметить, что при увеличении Ер от 1 до 1,4 В скорость АС-коррозии изменяется незначительно, т.е. г стремится к некоторому предельному значению, индивидуальному в каждом из изученных растворов. Очевидно, данный эффект связан с торможением растворения стали из-за образования слоя продуктов коррозии на ее поверхности. При этом должен наблюдаться переход от общей коррозии стали к локальной [1].
Влияние АС на скорость роста коррозионной трещины. На рис. 1 видно, что в отсутствие ЛС рост трещины зависит от состава электролита: в хлоридном растворе V = 3,3-10~8 мм/с, это меньше, чем в цитрат-ном буфере (V = 1,110-7 мм/с). Эффект, оказываемый АС на рост трещины, также зависит
.у 2,0
1,5
1,0
0,5
О .......... ....... ...... о ...............
•• Г
•• 3
|........О Среда: .....ЫаС1 .....ЦБ
0,5
1,0
1,5
£,В
р
Рис. 1. Скорость роста коррозионной трещины в стали Х70 при разных значениях пикового потенциала
от состава раствора. Установлено, что в растворе №С1 при малых значениях Ер = 0,3 В АС практически не влияет на V (см. рис. 1). При увеличении Ер до 1,4 В значение V возрастает в три-четыре раза (до 1,1 •Ю-7 мм/с). В ЦБ ускорение роста трещины наблюдается даже при незначительных значениях Ер = 0,3... 0,4 В, но при увеличении Ер до 1,0.1,4 В V возрастает менее чем в 2 раза (до 1,95^ 10-7 мм/с) (см. рис. 1).
Важно отметить, что на рис. 1 приведены усредненные за период опыта значения V, а при больших значениях Ер рост
трещины со временем тормозится. Так, в ЦБ при Ер = 1,4 В трещина вначале (до 200 ч) растет быстрее, затем V снижается. При отключении АС значение V уменьшается, но остается выше (1,4^ 10-7 мм/с), чем до поляризации переменным током. Очевидно, что уменьшение V со временем связано с ростом слоя продуктов коррозии в трещине, что приводит к увеличению омической составляющей Ер и, следовательно, к уменьшению истинного значения Е.
При длительных испытаниях потенциал коррозии (Екор) со временем увеличивается, что, очевидно, связано с уменьшением истинного значения Ер из-за образования слоя продуктов коррозии внутри трещины, при этом V должна снижаться.
Влияние АС на трещиностойкость стали при 88КТ-испытаниях. На рис. 2 показаны диаграммы растяжения образцов на воздухе, в хлоридном растворе, ЦБ, Ш4+ББ без АС-поляризации и при Ер = 0,5 В. Во всех изученных растворах АС уменьшает время (траз) до разрыва образцов, а также ЯА, соответственно, увеличивая /КА, что свидетельствует о повышении склонности стали к КРН в условиях АС (табл. 3, см. Ер = 0,5 В на рис. 2).
Необходимо отметить, что величина /КА, значения которой определялись в разных растворах при АС-поляризации и без нее, удовлетворительно коррелирует (коэффициент корреляции Я2 = 0,78) с траз (рис. 3). Это подтверждает удовлетворительную точность определения параметров трещиностойкости стали (см. табл. 3).
3
100
200
300
400
500 т, ч
Рис. 2. Зависимость усилия растяжения образцов Ж от времени
0
0
2
1
Таблица 3
Параметры трещиностойкости стали в различных растворах, определенные методом 88ЯТ
х1
о4
Среда Е, В т ч RA, % Ira, %
Раствор NaCl 0 371 70 18
0,5 342 51 40
ЦБ 0 340 53 38
0,5 320 23 73
Ш4+ББ 0 366 60 30
0,5 322 46 47
Корреляция величин V и /кор в условиях АС -поляризации. Ранее установлено, что преобладающим механизмом транскристаллит-ного роста трещины в трубной стали Х70, погруженной в ЦБ, при статической нагрузке является локальное растворение металла [7, 11]. Предполагалось, что в синтетической морской воде процесс транскристаллитного КРН трубной стали API X70 контролируется смешанным механизмом анодного растворения и водородного охрупчивания металла [13]. В связи с этим рассмотрим связь величины V с массопотерей металла при АС-коррозии стали.
В средах раствора NaCl и ЦБ гравиметрически определена зависимость V от /кор стали (рис. 4). Видно, что в обоих электролитах рост трещины ускоряется с увеличением мас-сопотери металла. Поскольку АС-коррозия стали имеет преимущественно локальный характер [1], можно полагать, что рост трещины определяется локальным растворением металла. Вместе с тем нужно отметить две особенности данной связи: во-первых, в двух изученных средах зависимости V от i различны, во-вторых, эти зависимости нелинейные и в области больших значений i рост трещины с увеличением i незначительно ускоряется (см. рис. 4, ЦБ).
В ЦБ с рН = 5,5 скорость катодного выделения водорода при потенциалах вблизи коррозионного значительно выше [14], чем в хлорид-ном растворе с рН = 7 [1]. Скорости внедрения водорода в сталь (iH) также заметно отличаются. Так, при потенциале коррозии iH в ЦБ в 10 раз больше, чем в растворе NaCl, а при постоянном катодном потенциале E = -0,75 B - примерно в 3 раза (табл. 4).
80
60
40
20
Е, В: р О 0 О 0,5
R2 = 0,7759 о'-
< О
о
320
340
360
380 т , ч
раз'
Рис. 3. Сопоставление значений 1КА рассчитанных для разных сред, и тр
-У 2,0
1,5
1,0
0,5
............... .............. •О
d р
6
Э..0 Среда: .....NaCl .....ЦБ
I , 10-4А/см2
кор'
Рис. 4. Зависимость скорости роста трещины от скорости коррозии стали
Таблица 4
¿н, А/см2, в различных средах при потенциале коррозии и постоянном катодном потенциале
Среда E кор E = -0,75 B
Раствор NaCl 0,8-10-6 3,4-10-6
ЦБ 8,110-6 9,410-6
Ш4+ББ 9,810-6 20,5-10-6
0
0
Очевидно, что отличие значений V при АС-поляризации в ЦБ и растворе №С1 (см. рис. 4) может быть связано с наводороживанием стали. Наводороживание стали объясняет последействие АС, которое выражается в разнице значений V до и после АС-поляризации образца. Однако, поскольку в ЦБ преобладающий механизм роста трещины - локальное растворение металла [15], можно полагать, что абсорбированный металлом водород ускоряет локальное растворение стали и, соответственно, рост коррозионной трещины. Ускорение растворения железа и углеродистых сталей при их наводороживании (так называемое индуцируемое водородом анодное растворение) неоднократно обнаруживалось в слабокислых и рН-нейтральных электролитах [16-18].
Нелинейный характер кривых на рис. 4 может обусловливаться разными факторами, учитывая сложный механизм КРН сталей. Тем не менее наиболее очевидной причиной является образование слоя продуктов коррозии в трещине при интенсивном протекании АС-коррозии. При увеличении продолжительности опыта действие переменного тока ослабевает, что выражается в торможении роста трещины и увеличении Екор и связано, по-видимому, с увеличением омической составляющей в измеряемом значении Е. Поскольку трещина является наиболее глубоким дефектом на поверхности образца, то толщина слоя продуктов коррозии должна быть в ней максимальна. Следовательно, истинное значение Ер должно быть наименьшим у вершины трещины, и в результате скорость роста трещины тормозится. При этом дно более мелких коррозионных дефектов, покрытое не столь толстым слоем продуктов коррозии, продолжает растворяться под действием АС, что обеспечивает большую массопотерю металла.
Следовательно, опасность влияния АС на рост глубоких трещин невелика. Основное негативное действие АС может быть связано с ускорением первой стадии КРН, а именно, с образованием питтингоподобных очагов коррозии, которые служат концентраторами механических напряжений [1].
Корреляция величин /кд и /кор стали. Индекс /КА (см. табл. 3), характеризующий склонность стали к КРН, возрастает при ускорении коррозии металла под действием АС (рис. 5, сплошная линия). Однако I не является единственным параметром, определяющим
величину /КА. Пунктиром на рис. 5 соединены точки, показывающие значения /КА, полученные в растворе №С1, ЦБ и №4+ББ в отсутствие и при АС-поляризации. Видно, что действие АС-поляризации в значительной степени зависит от состава раствора. В хлоридной среде АС существенно ускоряет коррозию стали, но при этом наблюдается самое малое увеличение /КА. В ЦБ отмечается максимальное увеличение /шр и 1ВА в условиях АС-поляризации. В растворе №4+ББ относительно небольшое увеличение I приводит к существенному возрастанию 1ВА (голубой пунктир имеет максимальный угол наклона).
Значительное возрастание 1ВА и /шр под действием АС в ЦБ может быть объяснено индуцируемым водородом растворением металла. Однако для №4+ББ значение /н больше, чем для ЦБ (см. табл. 4), а значение I - меньше. Следует отметить, что в №4+ББ кроме ионов С1- и 8042- - активаторов растворения железа -в относительно большом количестве (0,0058М) содержатся ионы НС0-, которые могут образовать плотный защитный слой сидерита БеС03 на поверхности корродирующей стали [19]. Образование такого слоя на поверхности образца, включая боковые стенки концентратора напряжений - микротрещины, уменьшает скорость коррозии. При пластической деформации металла в вершине микротрещины этот защитный слой разрушается, и растворение металла локализуется в вершине растущей трещины. Тогда при наложении АС скорость
х1
о4
80
60
40
20
О Я2 = 0,768<
: сг>> р
Среда: гвор №С1 +ББ
О ..... раст ..... ЦБ ..... N84
0,5
1,0
1,5
2,0
I , 10-4А/см2
кор'
Рис. 5. Сопоставление индекса КРН и скорости коррозии стали
0
0
общей коррозии образца увеличивается незначительно, но склонность стали к КРН существенно возрастает.
Показано, что влияние состава электролита на общую трещиностойкость трубной стали должно определяться:
1) присутствием ионов-активаторов, ускоряющих растворение металла;
2) наличием ионов-пассиваторов, образующих защитный слой продуктов коррозии на поверхности металла;
3) наводороживающей способностью раствора, которая, в свою очередь, зависит от величины рН, буферной емкости раствора и присутствия промоторов абсорбции водорода.
***
Таким образом, АС ускоряет КРН трубной стали Х70 во всех изученных электролитах. При статических механических напряжениях скорость роста коррозионной трещины максимальна в ЦБ, но она уменьшается со временем. Торможение роста трещины может быть связано с образованием слоя продуктов коррозии
Список литературы
1. Маршаков А.И. Влияние переменного тока на скорость растворения углеродистой стали в хлоридном электролите. Ч. 1: Условия свободной коррозии / А.И. Маршаков,
Т. А. Ненашева // Коррозия: материалы, защита. - 2016. - № 4. - С. 1-11.
2. Marshakov А.1. The effect of alternating current on the rate of dissolution of carbon steel in a chloride electrolite. Pt. 2: Cathode potentials / А.1. Marshakov, T.A. Nenasheva, E.V. Kasatkin, et al. // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. - 2018. - Т. 54. - № 7. -С. 1236-1245.
3. Zhu M. Effect of AC on stress corrosion cracking behavior and mechanism of X80 pipeline steel in carbonate/bicarbonate solution / Min Zhu, Cuiwei Du, Xiaogang Li, et al. // Corrosion Science. - 2014. - Т. 87. - С. 224-232. -
DOI: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2014.06.028
4. Zhu M. Effect of AC current density on stress corrosion cracking behavior of X80 pipeline steel in high pH carbonate/bicarbonate solution / Min Zhu, Cuiwei Du, Xiaogang Li, et al. // Electrochimica Acta. - 2014. - Т. 117. -
С. 351-359. - DOI: https://doi.org/10.1016/ j.electacta.2013.11.149
внутри трещины, что приводит к уменьшению истинного значения Ер вследствие увеличения его омической составляющей. Рост трещины ускоряется с увеличением коррозионной массо-потери металла и в растворе №С1, и в ЦБ. В совокупности с ранее полученными результатами [7, 11] это свидетельствует, что рост трещины определяется скоростью растворения металла. Более быстрый рост трещины в ЦБ по сравнению с раствором №С1 объяснен ускоряющим действием абсорбированного металлом водорода на анодное растворение стали.
АС ухудшает трещиностойкость стали (уменьшает время до разрыва образцов и увеличивает индекс КРН) при растяжении металла с малой скоростью деформации. При постоянной величине пикового потенциала (0,5 В) индекс КРН зависит от состава электролита: минимальное значение наблюдается в растворе №С1, максимальное - в ЦБ, что согласуется со скоростями коррозии стали в этих растворах. В среде №4+ББ относительно небольшое увеличение скорости коррозии стали приводит к существенному возрастанию индекса КРН.
5. Wan H. Effect of alterating current on stress corrosion cracking behavior and mechanism of X80 pipeline steel in near-neutral solution / Hongxia Wan, Dongdong Song, Zhiyong Liu, et al. // Journal of Natural Gas Science and Engineering. - 2017. - Т. 38. - С. 458-465.
6. Игнатенко В.Э. Влияние катодной поляризации на скорость коррозионного растрескивания трубных сталей / В.Э. Игнатенко,
А.И. Маршаков, В.А. Маричев и др. // Защита металлов. - 2000. - Т. 36. - № 2. - С. 132-139.
7. Marshakov A.I. Effect of electrolyte composition on crack growth rate in pipeline steel /
A.I. Marshakov, V.E. Ignatenko, R.I. Bogdanov, et al. // Corrosion Science. - 2014. - Т. 83. -С. 209-216.
8. Ненашева Т. А. Образование локальных очагов коррозии трубной стали под действием циклической знакопеременной поляризации / Т. А. Ненашева, А.И. Маршаков, И.В. Касаткина // Коррозия: материалы, защита. - 2015. - №. 5. - С. 9-17.
9. Devanathan M.A.V. The mechanism of hydrogen evolution on iron in acid solutions by determination of permeation rates / M.A.V. Devanathan, Z. Stachurski //
J. Electrochem. Soc. - 1964. - Т. 111. - № 5. -С. 619-623. - DOI: 10.1149/1.2426195.
10. Маршаков А.И. Влияние кислородсодержащих окислителей на скорость проникновения водорода через железную мембрану /
A.И. Маршаков, О.В. Батищева,
Ю.Н. Михайловский // Защита металлов. -1989. - Т. 25. - № 6. - С. 888-896.
11. Арабей А.Б. Влияние состава коррозионной среды на скорость роста трещины в трубной стали Х70 / А.Б. Арабей, Р.И. Богданов,
B.Э. Игнатенко и др. // Физикохимия поверхности и защита материалов. - 2011. -Т. 47. - № 2. - C. 208-217.
12. Игнатенко В.Э. Применение метода SSRT для оценки влияния состава коррозионной среды на склонность трубной стали
X70 к растрескиванию под напряжением / В.Э. Игнатенко, Ю.И. Кузнецов, А.Б. Арабей и др. // Коррозия: материалы, защита. - 2011. -Т. 9. - С. 16-25.
13. Sun F. Comparative study on the stress corrosion cracking of X70 pipeline steel in simulated shallow and deep sea environments / Feilong Sun, Shuai Ren, Zhong Li, et al. // Materials Science & Engineering: A. - 2017. - Т. 685. - С. 145-153. -DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2016.12.118.
14. Маршаков А. И. Влияние атомарного водорода на анодное растворение железа в слабокислом сульфатном электролите /
А.И. Маршаков, М.А. Малеева, А.А. Рыбкина и др. // Физикохимия поверхности и защита материалов. - 2010. - Т. 46. - № 1. - С. 36-45.
15. Богданов Р.И. Влияние состава раствора на скорость роста трещины в трубной стали Х70 при статической и циклической нагрузке / Р.И. Богданов, А.И. Маршаков,
B.Э. Игнатенко // Коррозия: материалы, защита. - 2011. - № 11. - C. 30-38.
16. Ненашева Т.А. Влияние абсорбированного металлом водорода на кинетику активного растворения стали Ст3 в средах, имитирующих «подпленочный» электролит / Т.А. Ненашева, А.И. Маршаков // Коррозия: материалы, защита. - 2009. - №. 2. - С. 1-6.
17. Ненашева Т.А. Влияние абсорбированного сталью Ст3 водорода на кинетику
ее растворения в нейтральных карбонатных средах / Т.А. Ненашева, А.И. Маршаков // Коррозия: материалы, защита. - 2008. - № 4. -
C. 10-15.
18. Ненашева Т.А. Кинетика растворения наводороженной углеродистой стали
в электролитах в pH, близким к нейтральному / Т.А. Ненашева, А.И. Маршаков // Физикохимия поверхности и защита материалов. - 2015. -Т. 51. - № 6. - С. 664-672. - DOI: 10.7868/ S0044185615040257.
19. MH-2-95. Report of public inquiry concerning stress corrosion cracking on Canadian oil and gas pipelines: report of the inquiry / National Energy Board. - Calgary, Alberta, Canada: NEB, 1996.
The effect of alternating current on stress-corrosion cracking of an X70 pipeline steel in neutral solutions
T.A. Nenasheva1*, À.I Marshakov1, V.E. Ignatenko1
1 Russian academy of sciences A.N. Frumkin Institute of Physical chemistry and Electrochemistry (IPCE RAS), Est. 31, Bld. 4, Leninskiy prospect, Moscow, 119071, Russian Federation * E-mail: tnenasheva@inbox.ru
Abstract. The alternating current accelerates the stress-corrosion cracking of an X70-grade pipe steel in electrolytes of different composition, namely: 3,5% NaCl solution (pH 7), citrate buffer (pH 5,5), mixtures of NS4 solution with borate buffer (pH 7). Increase in crack growth rate under static load and deterioration of steel crack resistance during slow strain rate tests correlate with increase of metal corrosion rate.
Keywords: pipeline steel, stress corrosion cracking, AC-induced corrosion.
References
1. MARSHAKOV, A.I., T.A. NENASHEVA. The effect of alternating current on the rate of dissolution of carbon steel in a chloride electrolite [Vliyaniye peremennogo toka na skorost rastvoreniya uglerodistoy stali v khloridnom elektrolite]. Pt. 1: Provisos for free corrosion [Usloviya svobodnoy korrozii]. Korroziya: Materialy, Zashchita. 2016, no. 4, pp. 1-11. (Russ.).
2. MARSHAKOV, A.I., T.A. NENASHEVA, E.V. KASATKIN, et al. The effect of alternating current on the rate of dissolution of carbon steel in a chloride electrolite. Pt. 2: Cathode potentials. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2018, vol. 54, no. 7, pp. 1236-1245. ISSN 2070-2051.
3. ZHU, M., C. DU, X. LI, et al. Effect of AC on stress corrosion cracking behavior and mechanism of X80 pipeline steel in carbonate/bicarbonate solution. Corrosion Science. 2014, vol. 87, pp. 224-232. ISSN 0010-938X. DOI: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2014.06.028
4. ZHU, M., C. DU, X. LI, et al. Effect of AC current density on stress corrosion cracking behavior of X80 pipeline steel in high pH carbonate/bicarbonate solution. Electrochimica Acta. 2014, vol. 117, pp. 351-359. ISSN 0013-4686. DOI: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.11.149
5. WAN, H., D. SONG, Zh. LIU, et al. Effect of alterating current on stress corrosion cracking behavior and mechanism of X80 pipeline steel in near-neutral solution. Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2017, vol. 38, pp. 458-465. ISSN 1875-5100.
6. IGNATENKO, V.E., A.I. MARSHAKOV, V.A. MARICHEV, et al. Impact of cathodization to the rates of corrosion cracking of pipe steels [Vliyaniye katodnoy polyarizatsii na skorost korrozionnogo rastreskivaniya trubnykh staley]. ZashchitaMetallov. 2000, vol. 36, no. 2, pp. 132-139. (Russ.).
7. MARSHAKOV, A.I., V.E. IGNATENKO, R.I. BOGDANOV, et al. Effect of electrolyte composition on crack growth rate in pipeline steel. Corrosion Science. 2014, vol. 83, pp. 209-216. ISSN 0010-938X.
8. NENASHEVA, T.A., A.I. MARSHAKOV, I.V. KASATKINA. Generation of local focuses of pipe steel corrosion subject to the cyclic alternated polyrization [Obrazovaniye lokalnykh ochagov korrozii trubnoy stali pod deystviyem tsiklicheskoy znakoperemennoy polyarizatsii]. Korroziya: Materialy, Zashchita. 2015, no. 5, pp. 9-17. (Russ.).
9. DEVANATHAN, M.A.V., Z. STACHURSKI. The mechanism of hydrogen evolution on iron in acid solutions by determination of permeation rates. J. Electrochem. Soc. 1964, vol. 111, no. 5, pp. 619-623. ISSN 0013-4651. DOI: 10.1149/1.2426195.
10. MARSHAKOV, A.I., O.V. BATISHCHEVA, Yu.N. MIKHAYLOVSKIY. Impact of the oxygeneous acidifiers to the rates of hydrogen penetration through an iron membrana [Vliyaniye kislorodosoderzhashchikh okislitekey na skorost proniknoveniya vodoroda cherez zheleznuyu membranu]. Zashchita Metallov. 1989, vol. 25, no. 6, pp. 888-896. (Russ.).
11. ARABEY, A.B., R.I. BOGDANOV, V.E. IGNATENKO, et al. Effect of corrosion medium composition on rate of crack growth in X70 pipeline steel. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2011, vol. 47, no. 2, pp. 236-245. ISSN 2070-2051. DOI: 10.1134/S2070205111020031.
12. IGNATENKO, V.E., Yu.I. KUZNETSOV, A.B. ARABEY, et al. Application of the SSRT method to estimate an effect of a corrosive medium composition on the stress-cracking appetite of an X70 pipe steel [Primeneniye metoda SSRT dlya otsenki vliyaniya sostava korrosionnoy sredy na sklonnost trubnoy stali X70 k rastreskivaniyu pod napryazheniyem]. Korroziya: Materialy, Zashchita. 2011, vol. 9, pp. 16-25. (Russ.).
13. SUN, F., S. REN, Zh. LI, et al. Comparative study on the stress corrosion cracking of X70 pipeline steel in simulated shallow and deep sea environments. Materials Science & Engineering: A. 2017, vol. 685, pp. 145153. ISSN 0921-5093. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2016.12.118.
14. MARSHAKOV, A.I., M.A. MALEEVA, A.A. RYBKINA, et al. Effect of atomic hydrogen on the anodic dissolution of iron in a weakly acidic sulfate electrolyte. Protection of metals and physical chemistry of surfaces. 2010, vol. 46, no. 1, pp. 40-49. ISSN 2070-2051. DOI: 10.1134/S2070205110010053.
15. BOGDANOV, R.I., MARSHAKOV A.I., V.E. IGNATENKO. Effect of solution composition on crack growth rate in X70 pipeline steel under static and cyclic loading [Vliyaniye sostava rastvora na skorost rosta treshchiny v trubnoy stali X70 pri staticheskoy i tsiklicheskoy nagruzke]. Korroziya: materialy, zashchita. 2011, vol. 11, pp. 30-38. ISSN 1813-7016. (Russ.).
16. NENASHEVA, T.A., A.I. MARSHAKOV. Effect of the occluded hydrogene on kinetics of active dissolution of the St3 steel in the media simulating an "underfilm" electrolyte [Vliyaniye absorbirovannogo metallom vodoroda na kinetiku aktivnogo rastvoreniya stali St3 d sredakh, imitiruyushchikh "podplenochnyy" elektrolit]. Korroziya: Materialy, Zashchita. 2009, vol. 2, pp. 1-6. (Russ.).
17. NENASHEVA, T.A., A.I. MARSHAKOV. Effect of the St3-steel-occluded hydrogene on kinetics of its dissolution in the neutral carbonate media [Vliyaniye absorbirovannogo stalyu St3 vodoroda na kinetiku yeye rastvoreniya v neytralnykh karbonatnykh sredakh]. Korroziya: Materialy, Zashchita. 2008, vol. 4, pp. 10-15. (Russ.).
18. NENASHEVA, T.A., A.I. MARSHAKOV. Kinetics of dissolution of hydrogenated carbon steel in electrolytes with pH close to neutral. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2015, vol. 51, no. 6, pp. 1018-1026. ISSN 2070-2051. DOI: 10.1134/S2070205115040255.
19. NATIONAL ENERGY BOARD. Report of public inquiry concerning stress corrosion cracking on Canadian oil and gas pipelines: report of the inquiry. Calgary, Alberta, Canada: NEB, 1996, MH-2-95.
