機(jī)械復(fù)合管焊接接頭CO2腐蝕性能研究.pdf

1、機(jī)械復(fù)合管焊接接頭抗C02腐蝕性能研究ResearchonthecorrosionbehaviorofmechanicalcladpipeweldedjointsduringexposuretoC02學(xué)科專業(yè)：材料加工工程研究生：王春林指導(dǎo)教師：荊洪陽教授天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二零一零年六月III●■●●■■I▲疆’摘要復(fù)合管是由外碳鋼材料和內(nèi)抗腐蝕合金鋼材料按機(jī)械或冶金的方式復(fù)合而成，它結(jié)合了外碳鋼高強(qiáng)度和內(nèi)合金鋼抗腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。適

2、用于高溫、高壓環(huán)境下輸送酸性介質(zhì)。復(fù)合管按其制造工藝可分為機(jī)械復(fù)合管和冶金復(fù)合管，而機(jī)械復(fù)合管由于其制造和價(jià)格上的優(yōu)勢而得到廣泛使用。而C0。作為油田伴生氣，在濕環(huán)境或溶于水后對鋼鐵具有極強(qiáng)腐蝕作用，管材內(nèi)壁侵泡在腐蝕溶液中，水氣也不斷地相對流動(dòng)，使腐蝕行為比較復(fù)雜，由此引起的材料破壞統(tǒng)稱為C仉腐蝕。本論文對輸氣管道上常用的機(jī)械復(fù)合管通過模擬現(xiàn)場C0：環(huán)境中的高溫高壓腐蝕環(huán)境，主要研究了溫度對機(jī)械復(fù)合管的C02腐蝕行為的影響規(guī)律。利用高

3、溫高壓釜，研究了當(dāng)復(fù)合管內(nèi)層不銹鋼浸沒在模擬海水中，并且流速相對試樣為im／s的情況下，在C0。分壓為066Ma的氛圍中，各個(gè)試樣分別在40℃、60℃和90℃下連續(xù)腐蝕30天的腐蝕行為，并觀察腐蝕產(chǎn)物膜，并對產(chǎn)物膜的成分進(jìn)行分析，以探索腐蝕產(chǎn)物膜的形成機(jī)理。通過宏觀分析、顯微組織分析、焊接接頭硬度測試等一系列分析，表明焊接接頭各方面性能優(yōu)良。研究結(jié)果表明：不銹鋼焊縫部位處于中等腐蝕，而奧氏體不銹鋼母材卻處于嚴(yán)重腐蝕狀態(tài)。這是因?yàn)閵W氏體不

4、銹鋼雖然有諸多優(yōu)良性能，但是在Cl一過大的環(huán)境中其耐腐蝕性能并不好，并且奧氏體不銹鋼不耐靜態(tài)腐蝕和慢流速腐蝕(15m／s)。在焊接接頭部位腐蝕膜比較薄，這是由于使用的是高鉻高鎳不銹鋼焊條。而母材上面腐蝕產(chǎn)物膜則很明顯，隨著溫度的升高，產(chǎn)物膜變得疏松并呈即將脫落的狀態(tài)，說明腐蝕較為嚴(yán)重。通過EDS和XRD分析可推斷腐蝕產(chǎn)物膜可能組成為Cr20。、FeCO。，前者由cr(0H)。脫水而得，后者由Fe2和C0，2一濃度達(dá)到一定程度而生成的，二