不同热处理工艺对HFW焊管沟槽腐蚀的影响

为了研究热处理工艺对HFW焊管沟槽腐蚀的影响,采用恒电位阳极极化法测定了20钢HFW焊管在不同热处理工艺条件下的沟槽腐蚀敏感系数,并进行了显微组织分析。结果表明,HFW焊管焊缝与热影响区、母材的电位差是引起沟槽腐蚀的主要原因;通过有效的热处理可以使焊缝、热影响区及母材的组织均匀、晶粒细化,能显著降低沟槽腐蚀敏感系数;不同热处理状态下抗沟槽腐蚀敏感性能为调质热处理(中频感应、电阻炉)加热+水冷焊态。     

1FW焊管热张力减径后的组织与性能

采用Gleeblel500热模拟试验及HFW焊管热张力减径试验,研究了热轧制／热张力减径＋调质处理对C—Mn钢HFW焊缝显微组织和力学性能的影响．并采用恒电位阳极极化加速腐蚀试验方法研究了热张力减径＋调质处理对C—Mn钢焊缝区沟槽腐蚀敏感性的影响。结果表明。HFW焊管经热张力减径＋热处理后,焊缝区的组织和晶粒状态同母材一致,且焊缝区的力学性能和抗沟槽腐蚀性能得到显著改善,与母材基本相同,达到了焊缝优化或焊管工程无缝化的目的。     

微电极扫描法对HFW焊缝沟槽腐蚀敏感性研究

针对目前HFW 焊管沟槽腐蚀检测评价存在的取样困难、试验周期长、无法获得腐蚀过程中的电化学特性等问题,采用扫描振动电极技术(SVET),在不接触样品表面的情况下,检测试样不同部位的腐蚀电流密度,并依此表征焊缝沟槽腐蚀的敏感性.微电极扫描法与直接浸泡法相比,两者试验结果基本吻合,该方法可作为HFW焊缝沟槽腐蚀评价的一种有...     

X65/316L与AISI4130/Inconel625复合管焊接接头力学性能及腐蚀行为研究

采用ERNiCrMo-3焊丝成功焊接X65/316L与AISI4130/Inconel625复合管,研究了复合管焊接接头的力学性能和腐蚀行为。采用拉伸试验、全焊缝拉伸试验、冲击试验、硬度测试表征了焊接接头的力学性能。参照ASTM G39和ASTM G5的相应标准对复合管焊接接头进行了CO2应力腐蚀和电化学腐蚀性能测试。结果表明,复合管焊接接头的抗拉强度达到583 MPa,断裂发生在X65/316L母材处;焊缝屈服强度为441.4 MPa,抗拉强度为725.9 MPa,延伸率达到37.67%;在-10 ℃试验条件下,焊缝的冲击吸收功为157 J,接头硬度值呈现梯度过渡。复合管焊接试样经过CO2应力腐蚀试验后失重达标,在母材和焊缝处没有观察到裂纹;电化学腐蚀试验后焊缝和热影响区的耐蚀性与母材相当。     

目次

为充分了解HFW焊管焊缝沟槽腐蚀机理,及其对高频电阻焊管力学性能的影响,从而探索出有效降低HFW焊管沟槽腐蚀敏感性的方法,从沟槽腐蚀影响规律、测试方法等方面对国内外现阶段沟槽腐蚀研究成果进行分析汇总,着重分析了几种主要的沟槽腐蚀敏感性测试方法,对其优劣性进行了对比。同时,根据沟槽腐蚀研究现状以及相关知识产权的情况,发现目前国内外尚无统一标准的焊缝沟槽腐蚀深度的测量设备或装置,对沟槽腐蚀敏感系数临界值也缺乏工程依据,其失效判定的有效性有待进一步探讨。     

L415/N08825复合管硫化物应力腐蚀开裂及失重腐蚀研究

为了研究复合管的耐蚀性能,对L415/N08825复合管母材及焊缝在H_2S/CO_2环境中,进行了抗硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验和不同压力下的高温高压失重腐蚀试验研究。720 h硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验结果显示,3个试样均未发生断裂,在10倍放大镜下观察所有试样表面均未发现裂纹;不同压力失重腐蚀试验结果显示,L415/N08825复合管复层母材和焊缝试样的平均腐蚀速率较小,试样表面均未观察到明显的腐蚀痕迹。研究结果表明,试验用L415/N08825复合管母材与焊缝耐蚀性良好。     

N80钢级HFW套管的研发

研究了N80-1和N80-Q两种交货状态下HFW套管的力学性能、微观组织、残余应力以及沟槽腐蚀性能。研究发现,N80-1组织为铁素体、珠光体及少量贝氏体,N80-Q组织主要是回火索氏体,且N80-1焊缝中心有一明显沿纵向的金属流线,而N80-Q金属流线宽度变窄,而且模糊不清。通过TEM观测,N80-1焊缝附近母材区珠光体的片层结构完整清晰,而焊缝区的珠光体片短小、且杂乱无章,这种微观组织必然对应较高的残余应力。N80-1 HFW焊管宏观残余应力达到235～258 MPa,而N80-Q残余应力很小,整管热处理可以有效地消除焊管残余应力,但增加了生产成本。随着加载应力的增大,沟槽腐蚀敏感性线性增大。     

C90级耐腐蚀HFW套管性能试验研究

从强韧性、显微组织、残余应力、沟槽腐蚀性能、抗氢致开裂性能、抗H2S应力腐蚀性能等方面,分析研究了采用"HFW高频焊接+热张力减径+全管体调质热处理"工艺开发的C90级耐腐蚀HFW套管产品的性能。结果表明,采用该工艺生产的C90级耐腐蚀套管屈服强度、拉伸强度均满足API 5CT标准对C90套管的要求,母材和焊缝的横向冲击功均大于100 J,且冲击功差异不大,残余应力小于80 MPa,并且对焊缝沟槽腐蚀和氢致开裂腐蚀均不敏感;在加载80%和85%名义屈服强度应力下,H2S应力腐蚀720 h后试样不开裂,说明该工艺生产的C90级耐腐蚀HFW套管具有良好的综合力学性能和抗H2S腐蚀性能。     

X100管线钢环境致裂敏感性评估

对X100管线钢母材及模拟焊缝热影响区（HAZ）的显微组织环境致裂（EAC）敏感性进行了研究分析,在75 ℃温度下的1%NaHCO₃+0.5%NaCO₃溶液中进行慢应变速率试验,试验电位为－500～－1 100 mV,对比得到X100管线钢与模拟焊缝热影响区显微组织的敏感性。结果表明,热处理影响管线钢对环境致裂的抵抗力。阳极电位的应力腐蚀开裂是晶间开裂,当靠近－890 mV的自然腐蚀电位时变为穿晶开裂。晶间应力腐蚀开裂比穿晶应力腐蚀开裂发生的电位偏向阳极,阴极电位穿晶氢脆的增长率高达1.4×10^-5 mm/s,二次开裂较少。     

HFW焊管在NS4及鹰潭土壤模拟溶液中的腐蚀及机理分析

利用浸泡试验、电化学阻抗谱（EIS）和X射线衍射（XRD）对HFW焊管在NS4和鹰潭土壤（YT）模拟溶液中的腐蚀过程及机理进行了研究。结果表明:HFW焊缝及母材在2种溶液中的腐蚀主要受阴极扩散过程控制;在16天的浸泡试验中,试样在鹰潭土壤模拟溶液中的热力学稳定性高于NS4溶液,同一溶液中焊缝试样的热力学稳定性高于母材;在2种溶液中试样表面腐蚀产物电阻R₁的数值要远小于电荷转移电阻R_t,试样在鹰潭土壤模拟溶液中的R_t较小,电极过程更容易进行,同种溶液中,焊缝试样的Rt要大于母材;在2种溶液中,HFW焊管的主要腐蚀产物为FeOOH（针铁矿）和Fe₂O₃（赤铁矿）。     

马氏体不锈钢HFW管线管的开发

研究开发了一种具有良好可焊性和抗湿CO2腐蚀的马氏体不锈钢合金及HFW焊管。通过合金成分优化设计、金相组织观察、力学性能试验、钢管外观尺寸及防腐性能试验,所开发的钢管外观尺寸、母材和焊缝的力学性能及金相组织等满足设计目标要求,与传统马氏体不锈钢管相比,具有更精确的外观尺寸。试验结果表明,新型可焊接马氏体不锈钢可以生产薄壁高精度管线管,可以用气体保护技术进行HFW焊接;HFW钢管不需焊前预热和焊后热处理,管体及焊缝所有性能满足油气井湿CO2腐蚀的服役环境。     

焊后热处理对12Cr18Ni9与Q355D异种钢焊接接头硬度和耐蚀性的影响

针对奥氏体不锈钢12Cr18Ni9与低合金钢Q355D的焊接,采用E308L-16和E309L-16两种不同型号的焊条进行了焊接工艺试验,并对焊接接头进行了450 ℃、650 ℃和850 ℃不同温度的焊后热处理。利用金相显微镜、维氏硬度计和晶间腐蚀试验对焊接接头组织和性能进行了分析。结果显示,焊缝微观组织主要由奥氏体和少量的铁素体组成;焊缝和12Cr18Ni9母材硬度随着热处理温度升高而不断下降,Q355D母材硬度随热处理温度的升高呈现先降后升的趋势;650 ℃热处理的焊缝晶间腐蚀最为严重, 450 ℃和850 ℃热处理的焊缝晶间腐蚀相对较轻。研究表明,焊接材料及焊接工艺的选择较为合理,热处理温度对焊缝与母材的硬度和抗腐蚀性能有一定的影响,焊后热处理温度应该避免晶间腐蚀最严重的温度650 ℃。     

X65/2205耐蚀合金内衬管焊接工艺开发及焊接接头耐蚀性研究

根据X65/2205耐蚀合金内衬管焊接特点,开发了一种钨极氩弧焊焊接工艺。对内衬管焊接接头进行了显微组织分析、点蚀试验,抗H2S应力腐蚀开裂试验(SSCC)分析。结果表明:焊接接头HAZ的显微组织靠母材一侧为粗大的奥氏体晶粒,靠焊缝一侧为奥氏体基体上分布着铁素体;根部焊缝的显微组织为奥氏体基体上分布着铁素体。经过72h的点蚀试验后,对根部焊缝而言,钨极氩弧焊背部免充气保护焊接工艺得到的根部焊缝的耐腐蚀性与相邻的根部母材相当。经过720 h SSCC试验后,焊接接头均未发生开裂。     

焊接工艺对双金属复合管对接焊缝晶间腐蚀的影响

为了保证双金属复合管对接焊焊缝的耐腐蚀性能,结合双金属复合管对接焊的特点与特殊要求,从焊材的选取和焊接工艺参数的设计出发,验证了不同焊接工艺对复合管对接焊焊缝晶间腐蚀的影响。结果显示,实芯焊材正常焊接工艺下,焊缝的晶粒度与母材相当,没有出现腐蚀坑和晶间腐蚀弯曲开裂现象;药芯焊材及大热输入焊接工艺下,焊缝均出现不同程度的腐蚀。试验结果表明,双金属复合管在对接焊时最好选择与覆层材质相当的实芯耐蚀合金焊材,同时,要注意焊接热输入量的控制和内部惰性气体的保护。     

天然气集输系统用LC65-2205双相不锈钢焊管工艺及性能

针对阿曼Khazzan气田项目集输管线建设用LC65-2205双相不锈钢焊管的生产,依据项目采购标准对LC65-2205双相不锈钢焊管进行了拉伸性能、冲击韧性、显微硬度及抗点蚀性能等的研究分析,并通过定量金相技术测定了母材、焊缝和热影响区（HAZ）三个位置区域的铁素体含量。结果显示,开发的LC65-2205双相不锈钢焊管管体母材、焊缝及热影响区110 ℃高温拉伸性能、-56 ℃低温冲击韧性、显微硬度值分布、抗点腐蚀性能、铁素体含量及尺寸精度均满足且优于技术标准要求,可用于含H2S、CO2、Cl-等强腐蚀性介质的油气输送。     

某电厂二级再热器T91钢管焊接接头裂纹分析

为了避免T91钢管焊缝断裂事故的发生,以某电厂二级再热器T91钢管焊接接头渗漏现象为例,通过化学成分分析、宏观及微观组织分析、显微硬度试验对焊缝开裂原因进行了研究。结果显示:母材及熔敷金属化学成分满足相关标准要求,焊缝组织为粗大的马氏体,焊接热影响区的硬度明显高于焊缝的硬度,裂纹起源于焊接接头热影响区外壁的粗晶区,符合冷裂纹特征。研究结果表明,T91钢管焊接接头的环向开裂是由于焊接线能量太大或现场焊后热处理温度不符合标准要求造成的,除严格执行焊接工艺、控制线能量外,应合理布置加热带及控温热电偶的位置来保证热处理温度。