F65/316L与X65/Inconel625复合管焊接接头耐腐蚀性能研究

为了研究采用ERNiCrMo-3焊丝焊接F65/316L与X65/Inconel625复合管焊接接头在特殊油气田气体中的耐腐蚀性能,参照ASTM G39、ASTM 71和DNV-OS-F101标准对复合管焊接接头进行了CO2应力腐蚀试验、高温高压CO2腐蚀、电偶腐蚀性能测试,考察了腐蚀试样表面形貌和成分。结果表明,复合管焊接接头经四点弯曲抗CO2应力腐蚀在母材和焊缝处均未出现裂纹,腐蚀速率满足标准要求;高温高压CO2腐蚀速率为0.002 mm/a,腐蚀类型为均匀腐蚀,腐蚀程度为轻度腐蚀;在3.5%NaCl溶液环境中,电偶腐蚀试验结果表明,焊缝的失重率大于316L和Inconel625母材,其耐蚀性与母材相当。     

X65/INCONEL625与F65/INCONEL625冶金复合管焊接接头耐腐蚀性能研究

为了研究X65/INCONEL625与F65/INCONEL625复合管焊接接头在特殊油气田气体组分中的耐腐蚀性能,参照ASTM G48、G39、ASTM 71和DNV-OS-F101标准对焊接接头进行了点蚀、CO2应力腐蚀试验、高温高压CO2腐蚀、电偶腐蚀性能测试,通过宏观及显微镜观察、扫描电镜分析,检测了腐蚀试件形貌.结果表明,CO2应力腐蚀和常规点蚀后母材和焊缝没有发现裂纹和蚀坑,腐蚀率也达标;高温高压CO2腐蚀类型为均匀腐蚀,腐蚀程度为轻度腐蚀,腐蚀速率很低;在3.5％NaCl溶液环境中,电偶腐蚀试验表明,焊缝耐蚀性与母材相当,具良好的耐腐蚀性.     

X65/316L复合管的焊接工艺及焊接质量控制

大涝坝凝析气田循环注气工程是中石化首家注气开发工程,大涝坝2号构造的DLK3,DLK9,DLK12为高压注气井,注气管线设计压力为52 MPa;注气气源是大涝坝气田和雅克拉气田生产的天然气,气体中含CO2和H2S,其中(φ)(CO2)2.03％～3.28％,(φ)(H2S)5.12％～11.98％,腐蚀性强,注气管线采用耐腐蚀的X65/316L双金属复合管.从复合管基管材料、内衬层材料及其焊接性能出发,介绍X65/316L双金属复合管焊接工艺及质量控制等关键环节,使大涝坝循环注气管线性能满足设计要求,确保注气管线后期正常运行.     

20G/316L双金属复合管焊接接头数值模拟与分析

针对机械复合方式的双金属复合管,运用了ANSYS软件中的APDL进行有限元数值模拟,重点对20G/316L复合管模型的焊接接头进行了热分析和应力场分析。结果表明,在双金属复合管焊接完成后,焊缝两侧焊接温度场并没有出现偏移现象。焊接产生的应力主要残留在20G和316L不锈钢的焊缝区域,应力状态在x,z方向即横、纵方向表现为拉应力,在y方向即垂直方向表现为压应力。通过对比各个焊接速度产生的焊接应力场分布,当焊接速度为110 mm/min时,应力曲线比较平滑稳定;当焊接速度>110 mm/min时,应力较低但会造成焊接不充分,残余应力分布不均匀;而当焊接速度<110 mm/min时,应力峰值过大,应力集中较明显,表明焊后残余应力较大。     

焊接接头形式对CO2焊未焊透的影响

本文通过改变汽车后桥壳体CO_2焊接头设计,达到防止未焊透缺陷产生的目的。经对比试验,确定出合理的接头形式及坡口尺寸。     

热输入对316L焊接接头在液态LBE中的空泡腐蚀影响

研究不同热输入下316L 焊接接头和母材在550 ℃液态铅铋合金中的空泡腐蚀行为。试验结束后,使用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对空蚀80 h 后的试样进行表面形貌和粗糙度分析。研究表明,316L不锈钢焊缝在液态Pb-Bi 中的抗空蚀能力取决于奥氏体晶粒的大小,焊接热输入增大,奥氏体晶粒长大,焊缝的抗空蚀能力变差。在空蚀时间相同的情况下,316L 母材的抗空蚀能力优于焊缝。     

新疆油田CO2驱采出工况柔性复合管接头可靠性评价

提出了一套非金属管材接头可靠性评价方法。采用高温高压釜对柔性复合管金属接头进行缝隙腐蚀试验,并利用3D景深显微镜对试片表面形貌进行观察;采用傅里叶红外光谱仪和邵氏硬度计对试验前后密封垫圈的性能进行分析;在极端工况下对整管密封进行可靠性测试。结果表明：在温度60℃、CO₂分压1.5MPa的多相介质环境中,接头管材的腐蚀速率为0.119 4 mm/a,属于中等腐蚀程度,加入缓蚀剂后,腐蚀速率显著降低,且低于0.076 mm/a;在极端工况下,聚四氟乙烯垫圈和丁腈橡胶垫圈无破损,接头性能稳定、可靠。     

Inconel 625/X65复合管焊接工艺及接头性能研究

对双金属复合管进行了GTAW( TIP TIG)对接焊试验,并对接头进行了拉伸、弯曲、冲击、硬度测试以及无损探伤,利用光学显微镜、化学分析方法对接头金相组织和主要合金元素进行了分析.结果表明,焊接接头无缺陷,力学性能优良,焊缝区为晶粒非常细小的柱状树枝状奥氏体组织,主要合金元素含量均匀稳定,耐蚀性能良好.     

机械复合管接头高温高压腐蚀性能研究

以X70和316L机械复合管为研究对象,对机械复合管进行了焊接试验,研究了焊接接头在高温高压下CO2腐蚀行为。结果表明,随着腐蚀温度的增加,焊接接头处的腐蚀速率逐渐增大;经过去膜处理后焊接接头发生了均匀腐蚀,未见局部腐蚀或者点蚀现象。     

Corrosion behavior of mechanical clad pipe welded joints in CO2‐saturated seawater under high temperature and high pressure

In the present study, a new welding procedure was developed according to the welding difficulties of mechanical clad pipe. The effect of temperature on the corrosion product layer of stainless steel welded joints exposed to a CO₂‐containing solution was investigated. The measurement techniques, such as scanning electron microscopy with energy dispersive spectrometry, X‐ray diffraction, and X‐ray photoelectron spectroscopy, were used to systematically characterize the morphology and composition of the corrosion product layer. The corrosion rates were calculated by weight loss method. The corrosion mechanisms are studied and discussed. The results showed that temperature is an important factor in the corrosion rate of mechanical clad pipe welded joints.     

20G/316L双金属复合管弧焊接头组织与性能

对20G内衬316L复合管进行了TIG焊对接试验,并对接头进行了拉伸、弯曲、冲击、压力测试以及无损探伤,利用光学、扫描电子显微镜以及化学分析方法对接头组织和主要合金元素的扩散进行了分析.结果表明,焊缝分为碳钢层、碳钢与过渡层间的扩散层、过渡层和不锈钢层四个区域.扩散层焊缝组织为马氏体+残余奥氏体,过渡层为奥氏体组织,而不锈钢层则为胞状树枝晶.在试验参数下,接头各项力学性能优良,接头无缺陷.焊缝根部Ni,Cr合金元素与焊接材料相比无明显变化,采用过渡焊丝起到了保持根部焊缝合金元素含量的作用.     

Stress corrosion behavior of pipeline steel(X52)welded joint

The resistance of pipeline steel joint welded by submerged arc welding to stress corrosion cracking (SCC) at its different regions in boiling mixed nitrate solution and in H_2S saturated solution at room temperature is examined by the constant-load tension method. The result shows that when tested in nitrate, the weld metal may be the weakest link of the joint if the welding material doesn't match well. The resistance to SCC of the joint in H_2S is very low, especially at the bond and coarse grain zone and is closely dependent on the metallurgical quality of base metal.     

碳钢焊接接头腐蚀的有限元模拟

由于焊接接头各区域之间耐蚀性和力学性能的差异,在接头处容易发生局部腐蚀,严重威胁着管线的安全运行,需要对接头腐蚀行为进行预测. 基于电偶腐蚀原理建立了碳钢焊接接头腐蚀的有限元模型,结合COMSOL软件,对三种温度下的接头腐蚀形貌进行了预测. 并利用该模型研究了焊缝余高、焊缝与母材的面积比以及焊缝缺陷对焊缝金属腐蚀速率的影响规律. 结果表明,该有限元模型不但能进行焊接接头腐蚀行为预测,而且可为输油气管道的焊接接头设计提供理论依据.     

X90管线钢焊接接头耐腐蚀性能研究

采用金属浸泡腐蚀试验、电化学腐蚀试验研究不同浓度或pH的HCl、NaOH、NaCl溶液对X90管线钢焊接接头(SMAW、GMAW、SAW)耐腐蚀性能的影响。结果表明:三种焊接接头的腐蚀速率随溶液浓度增加而增加,其中焊接接头对碱性环境耐蚀性较好,耐酸、盐类腐蚀性能较差,在较低浓度或pH下腐蚀接近轻度级别,SMAW焊接接头在pH=1的HCl溶液和5%的NaCl溶液中腐蚀达到重度级别。电化学腐蚀试验表明,SMAW试样自腐蚀电流最高,阻抗最低,三种焊接接头腐蚀均为重度级别,因此在强电解质溶液中建议采取保护措施。     

库尔勒土壤模拟溶液中X80钢焊接接头的应力腐蚀开裂行为

利用动电位扫描技术和慢应变速率拉伸试验(SSRT)以及扫描电子显微镜(SEM)研究了库尔勒土壤模拟溶液中不同外加阴极电位下X80管线钢焊接接头的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明:阴极电位对X80钢焊接接头处的SCC敏感性影响较为明显。拉伸试样全部断裂在焊缝或热影响区。在Ecorr下,金属表面裂纹萌生于点蚀坑,试样开裂为阳极溶解机制。当外加电位为-800 m V至-900 m V时,金属处于阴极保护电位区,此时金属的SCC敏感性较低,其开裂机制为阳极溶解和氢致开裂混合机制。当外加电位小于等于-950 m V时,外加电位越低,材料的SCC敏感性越大,此时金属SCC行为表现为氢脆机制。     

力学与电化学作用下X80钢焊接接头SCC行为分析

采用动电位扫描技术及慢应变速率拉伸试验(slow strain rate test, SSRT)研究了X80钢焊接接头在库尔勒模拟溶液中应力腐蚀开裂(stress corrosion cracking, SCC)行为,并利用扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)对不同应变速率下试样断口形貌进行表征.结果表明,随着应变速率的增加,X80钢焊接接头的腐蚀速率则呈现持续增大的趋势.当应变速率为1×10-5/s时,试样的腐蚀情况最为严重. X80钢焊接接头在不同应变速率下的腐蚀机制是由电化学-力学交互作用共同决定的.试样发生应力腐蚀后断裂于焊缝处,这是由于焊接过程导致焊缝晶格存在大量的缺陷,使得晶格活性较高所致.     

温度对异金属焊接接头CO2腐蚀的影响

为研究温度对异金属焊接接头CO2腐蚀的影响,使用熔化极气体保护焊（MIG）方式焊接X70管线钢和2205双相不锈钢．对基材／焊缝界面的组织和不同温度下的CO2腐蚀形貌进行了观察和分析．结果表明,焊缝侧显微组织呈树枝状奥氏体组织;焊缝存在较窄的熔合区且存在第二类边界线,Ni,Cr等元素存在浓度梯度．与低温相比,高温下焊接接头微合金钢侧产生较严重的CO2腐蚀,微合金钢表面的腐蚀产物膜呈疏松状,焊缝侧腐蚀产物膜较致密．电解液中两侧母材及焊缝的电位差、温度的不同导致离子的迁移速率不同,造成微合金钢和焊缝的腐蚀倾向不同．     

核电汽轮机焊接转子接头在氯离子环境中的电偶腐蚀行为

为了研究焊接接头的尺寸效应对焊接接头的电偶腐蚀行为的影响,采用宏观电化学、微区电化学（SVET）、浸泡试验等试验研究了25Cr2Ni2MoV转子钢焊接接头在氯离子溶液中的电偶腐蚀行为.结果表明,焊缝的腐蚀电位最低,腐蚀电流密度最大,焊缝区作为阳极优先发生腐蚀,而母材和热影响区作为阴极区被保护.进一步运用三维形貌仪（IFM）和扫描电镜（SEM）观察腐蚀表面形貌,发现随着焊接接头尺寸的增加电偶腐蚀效应更显著,但是当接头尺寸增大到一定程度后,电偶腐蚀效应又有所减弱.