復雜地質環(huán)境用管線鋼強韌性及耐蝕性研究.pdf

1、油氣管道作為石油天然氣最經(jīng)濟最高效的運輸途徑，一直沿用至今。隨著開采區(qū)域的變換，海洋、沙漠、凍土區(qū)域等氣候惡劣、地質環(huán)境復雜的地區(qū)成為敷設管線的必經(jīng)之地。海底管線鋼和大應變管線鋼作為特殊環(huán)境下用鋼種，共同點是它們都需要有優(yōu)異的大變形能力、抗壓潰性及良好的焊接性能，不同的是海底用管線鋼，長期處在低溫、高壓、強腐蝕的海底，更要考慮腐蝕對海底管線的影響。本論文以X65海底管線鋼、X80大應變管線鋼為研究對象，通過拉伸試驗、夏比沖擊試驗、DWT

2、T及硬度測試，結合SEM、EDS光學顯微鏡觀察及分析，進行X65海底管線鋼的強韌性及耐蝕性和大應變X80管線鋼的強韌性研究。研究結果如下：
　　對深海X65管線鋼管體和焊接接頭進行力學性能測試及分析，結果表明，系列溫度下，即使在應變處理之后，管體橫向和縱向仍具有較高的延伸率、低的屈強比，管體具有較高的變形性能。在-20°下管體、焊縫、熔合線及熔合線+2mm的夏比沖擊結果表明焊接接頭的韌性優(yōu)異。通過微觀組織的觀察發(fā)現(xiàn)，管體由軟硬結合

3、的鐵素體+貝氏體雙相組織構成；焊縫微觀組織由夾雜物誘變形成的晶內形核鐵素體構成，強韌性良好；受焊接熱循環(huán)影響，熱影響區(qū)由粒狀貝氏體組成；靠近熱影響區(qū)基體，M-A島分解，硬度較基體有所減小。
　　對鐵素體和貝氏體雙相組織的深海用X65管線鋼的管體和焊接接頭進行了動電位極化實驗和浸泡實驗，試驗結果證明，鐵素體/貝氏體雙相組織產生的電化學效應促進了腐蝕。焊縫處由于晶粒的細化提高了它的耐蝕性，其次是熱影響區(qū)，管體的耐蝕性能最差。利用SEM

4、、XRD及光學顯微鏡對腐蝕產物進行分析表明最外層的腐蝕產物主要由Fe2O3，F(xiàn)e3O4，F(xiàn)eOOH，F(xiàn)e(OH)3組成，內層主要有Fe2O3，F(xiàn)e3O4，F(xiàn)eOOH組成。同時浸泡實驗還證明四個區(qū)域發(fā)生了全面腐蝕及點蝕。點蝕坑統(tǒng)計結果表明焊縫處的耐點蝕能力更好，其次是熱影響區(qū)。管體及近熱影響區(qū)基體的耐點蝕性能最差。SEM觀察發(fā)現(xiàn)點蝕主要以夾雜物為起源。
　　對大應變厚規(guī)格直縫埋弧焊接X80管線鋼焊接接頭進行了力學性能測試和微觀組織的