復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境用管線鋼強(qiáng)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(jì)最高效的運(yùn)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(zhì)環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)成為敷設(shè)管線的必經(jīng)之地。海底管線鋼和大應(yīng)變管線鋼作為特殊環(huán)境下用鋼種，共同點(diǎn)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(qiáng)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(yīng)變管線鋼為研究對象，通過拉伸試驗(yàn)、夏比沖擊試驗(yàn)、DWT

2、T及硬度測試，結(jié)合SEM、EDS光學(xué)顯微鏡觀察及分析，進(jìn)行X65海底管線鋼的強(qiáng)韌性及耐蝕性和大應(yīng)變X80管線鋼的強(qiáng)韌性研究。研究結(jié)果如下：
　　對深海X65管線鋼管體和焊接接頭進(jìn)行力學(xué)性能測試及分析，結(jié)果表明，系列溫度下，即使在應(yīng)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(qiáng)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(jié)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(jié)合

3、的鐵素體+貝氏體雙相組織構(gòu)成；焊縫微觀組織由夾雜物誘變形成的晶內(nèi)形核鐵素體構(gòu)成，強(qiáng)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(jìn)行了動電位極化實(shí)驗(yàn)和浸泡實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果證明，鐵素體/貝氏體雙相組織產(chǎn)生的電化學(xué)效應(yīng)促進(jìn)了腐蝕。焊縫處由于晶粒的細(xì)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(xué)顯微鏡對腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行分析表明最外層的腐蝕產(chǎn)物主要由Fe2O3，F(xiàn)e3O4，F(xiàn)eOOH，F(xiàn)e(OH)3組成，內(nèi)層主要有Fe2O3，F(xiàn)e3O4，F(xiàn)eOOH組成。同時浸泡實(shí)驗(yàn)還證明四個區(qū)域發(fā)生了全面腐蝕及點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕坑統(tǒng)計結(jié)果表明焊縫處的耐點(diǎn)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(diǎn)蝕性能最差。SEM觀察發(fā)現(xiàn)點(diǎn)蝕主要以夾雜物為起源。
　　對大應(yīng)變厚規(guī)格直縫埋弧焊接X80管線鋼焊接接頭進(jìn)行了力學(xué)性能測試和微觀組織的