激光冲击处理对X70管线钢焊接接头H_2S应力腐蚀影响

采用慢应变速率法(SSRT)进行了X70管线钢焊接接头在H2S介质中应力腐蚀试验,研究了H2S对X70管线钢焊接接头应力腐蚀开裂(SSCC)的敏感性,分析了激光冲击处理对X70管线钢焊接接头抗H2S应力腐蚀开裂SSCC行为的影响。结果表明,经激光冲击处理后X70管线钢焊接接头表面产生了晶粒细化和残余压应力,提高了管线钢焊接接头在NACE饱和H_2S溶液中抗应力腐蚀性能;原始状态试样在NACE饱和H_2S溶液中慢拉伸试验平均应力腐蚀敏感性指数>25%,有明显的应力腐蚀倾向;经激光冲击处理后试样在NACE饱和H_2S溶液中平均应力腐蚀敏感性指数为19.05%,应力腐蚀倾向不明显,因此,激光冲击处理有效地提高了X70管线钢焊接接头的抗应力腐蚀性能。     

国产X80管线钢的H2S应力腐蚀开裂行为

采用三点弯曲加载法,研究了国产X80管线钢及其焊接接头的抗H2S环境应力腐蚀开裂（SSCC）行为.结果表明,热影响区（HAZ）对应力腐蚀开裂最为敏感,主要是HAZ组织不均匀、晶粒粗大、硬度大,易引起局部腐蚀,从而导致该区SSCC敏感性高。母材的纵向和横向取样对H2S应力腐蚀不敏感,薄壁管材较厚壁管材有更好的H2S环境应力腐蚀抗力.      

X65钢海管在CO2/H2S环境中的腐蚀研究

中海石油(中国)有限公司天津分公司为了节能减排,在渤海湾某油田开展了天然气利用项目,天然气外输海管选用X65管线钢铺设完成。随着油田不断深入开发,天然气中CO2和H2S含量都达到了较高水平,使该海底管线在运行过程中面临潜在的不确定性腐蚀风险。因此,本文研究了在不同运行工况条件下的X65钢海管焊缝区及热影响区的腐蚀形态和腐蚀规律。试验结果表明,在管线钢的焊缝区和热影响区存在不同程度的均匀腐蚀,而点蚀相对比较轻微;试样整体均匀腐蚀速率达0.1～0.3mm/a,属于中等偏高的腐蚀程度;pH降低、温度升高会使腐蚀速率增大,在管线运行和维护过程中需针对均匀腐蚀采取控制措施。本研究可以为今后海底管线选材、焊接工艺以及后期运维等工作提供借鉴。     

X70管线钢硫化氢应力腐蚀

测试了在含硫化氢(H2S)的介质中不同成分X70管线钢母材、焊缝及焊缝消除残余应力退火后的H2S应力腐蚀性能。在此基础上，讨论了成分及焊后退火处理对管线钢H2S应力腐蚀的影响。试验结果表明，对X70管线钢由H2S引起的应力腐蚀开裂SSCC(Sulfide Stress Corrosion Cracking)的主要影响因素是Mn、P元素，而不是C元素。相对母材而言，焊缝的抗SSCC的能力有所降低，这是由于在焊接过程中，焊缝的成分，组织及性能等发生了一系列变化。同时，焊缝中存在的焊接缺陷也会导致焊缝的SSCC抗力降低。此外，通过消除残余应力退火处理可提高管线钢SSCC抗力。     

激光冲击对X70管线钢焊接接头H_2S应力腐蚀断口的影响

利用激光冲击波对X70管线钢焊接接头进行了改性处理,通过慢应变速率法（SSRT）研究了其在NACE（national association of corrosion engineers）标准饱和H2S溶液中应力腐蚀的敏感性,并对其断口进行SEM观察,分析了激光冲击处理对X70管线钢焊接接头抗H2S应力腐蚀开裂（SCC...     

H2S浓度对国产X70管线钢及其焊接接头应力腐蚀性能的影响

采用慢应变速率试验研究了H2S对国产X70管线钢及其焊接接头应力腐蚀性能的影响，揭示了国产X70管线钢及其焊接接头在含H2S腐蚀介质中的应力腐蚀敏感性随H2S浓度的增加而增加。焊接接头抗硫化氢应力腐蚀性能较母材低；H2S对国产X70管线钢及其焊接接头应力腐蚀性能有着重要的影响。     

焊缝为镍基合金的管线钢焊接接头SSCC行为研究

研究了焊接材料为ARC625,焊缝为镍基合金的管线钢焊接接头的H2S应力腐蚀(SSCC)性能,与焊缝为普通碳钢的管线钢焊接接头的SSCC性能做了比较。SSCC试验结果表明,两种接头均出现了开裂现象,断口形貌为准解理断裂,进一步分析发现焊缝为镍基合金的接头组织较均匀,而焊缝为普通碳钢的接头开裂区域存在大量马氏体/奥氏体,碳化物呈连续状分布。与母材相比,硬度值在两种焊接接头的热影响区区域急剧增加,镍基合金焊缝硬度超过了管线钢硬度极限值,而热影响区硬度接近该值。极化曲线测试结果显示,焊缝为镍基合金的接头热影响区腐蚀电流密度及腐蚀速率均小于第2种接头的热影响区以及母材区域,焊缝为镍基合金焊接接头表现出了更加优异的电化学腐蚀性能。     

X65海管环缝耐H_2S应力腐蚀性能研究

采用四点弯曲试验方法,评价了海底管道X65级管线钢采用GTAW+SMAW工艺的环焊缝接头的耐H2S应力腐蚀性能。通过对接头的宏观观察和微观组织分析结果表明,X65级管线钢的GTAW+SMAW焊接接头并未出现裂纹,且无微观组织缺陷,具有较好的耐H2S应力腐蚀性能。     

显微组织对X65～X70管线钢抗H2S性能的影响

通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等方法,研究了X65～X70级别管线钢在饱和H2S溶液中的氢致开裂行为,及不同显微组织、位错与析出对氢致开裂（HIC）的作用.结果表明：组织均匀的珠光体/铁素体型X65管线钢和铁素体/针状铁素体型X70管线钢均具有良好的抗H2S腐蚀性能;带状组织是裂纹萌生和扩展的主要途径;合金元素的弥散析出作用可以提高管线钢的抗硫化氢腐蚀性能.     

焊缝为镍基合金的管线钢焊接接头应力腐蚀性能

用镍基合金Arc625焊材,采用钨极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding, TIG)方法焊接X65管线钢. 针对该类焊接接头,通过显微组织观察、电化学测试、氢渗透试验、四点弯曲以及能谱分析研究其H2S应力腐蚀开裂(sulfide stress corrosion cracking, SSCC)行为. 结果表明,该类焊接接头熔合线处有硬脆碳化物聚集,焊缝与热影响区间电化学腐蚀性能差异较大,焊缝的自腐蚀电流密度比热影响区小一个数量级,该类焊接接头整体抗氢渗透能力较强,SSCC试验后试样在熔合线处出现了裂纹,该裂纹由阳极溶解和氢渗透的双重作用所致. 熔合线处 C元素的聚集和Ni,Cr元素的偏析对焊接接头SSCC性能影响较大.     

Reel铺设弯曲过程对X65海管焊接接头耐H_2S应力腐蚀性能的影响

利用自主设计的弯管试验机对准101.6 mm的X65级焊接管线钢进行了Reel铺设弯曲模拟试验,并采用四点弯曲试验方法,评价了Reel铺设弯曲过程对X65海管环焊缝接头的耐H2S应力腐蚀性能的影响。通过试验后对环焊缝接头进行宏观观察和微观组织分析,结果表明, Reel铺设模拟弯曲试验前后的X65级管线钢的GTAW焊接接头均未出现裂纹,且无微观组织缺陷,具有较好的耐H2S应力腐蚀性能,弯曲过程对该管线钢焊接头耐H2S应力腐蚀性能无明显影响。     

X80管线钢焊接接头SSCC研究及数值模拟

硫化氢应力腐蚀破裂(sulfide stress corrosion cracking,SSCC)是制约管线钢应用的主要因素.针对X80管线钢焊接接头进行恒位移硫化氢应力腐蚀试验研究,分别测得母材、焊缝和热影响区的应力强度因子门槛值KISCC和裂纹扩展速率da/dt.通过对X80管线钢焊接接头的金相显微组织、断口形貌观察以及硬度测试,分析了X80管线钢SSCC性能的影响因素.并对WOL试样进行了三维弹塑性有限元分析,得到裂纹尖端应力场分布和氢浓度的分布特征.结果表明,热影响区的KISCC最小,裂纹扩展速率最大,具有较差的抗应力腐蚀开裂的能力,其应力腐蚀试验结果与有限元数值分析相互验证.     

10Ni14钢抗H2S应力腐蚀破裂性能研究初探

对10Ni14钢抗H2S应力腐蚀破裂（SSCC）性能进行了研究。结合现场的实际使用情况,证明10Ni14钢母材及其焊接接头无论是在室温还是在低温（＜－10℃）的湿H2S环境中都具有优良的抗SSCC性能。     

X70管线钢焊接接头慢拉伸应力腐蚀行为

利用金相显微镜观察了X70管线钢焊接接头组织结构,通过慢拉伸试验分析了X70管线钢焊接接头在NACE溶液中应力腐蚀行为,测试了X70管线钢焊接接头在不同H2S浓度下电化学腐蚀电位,讨论了X70管线钢焊接接头自腐蚀电位形成机理。结果表明,X70管线钢焊接接头熔合区中M-A组元所产生的微裂纹是焊接接头应力腐蚀产生裂纹的主要来源,使得其耐腐蚀性能下降;焊接接头在腐蚀初期主要表现为典型的点腐蚀特征,点蚀坑相互连接不断扩展,点蚀坑被生成的腐蚀产物所覆盖;焊接接头自腐蚀电位随着H2S浓度的增加而发生负移,应力腐蚀敏感性增加,在含饱和H2S NACE溶液中具有明显的应力腐蚀倾向。     

基于GTAW+SMAW焊接工艺的X65管线钢焊接接头SSC开裂分析

采用GTAW+SMAW焊接工艺对X65管线钢进行了组对焊接,对焊接接头进行了硫化氢应力腐蚀(SSC)试验,针对SSC试验后出现的接头开裂现象进行了分析,找出了导致开裂的原因,提出了改善管线钢焊接接头抗SSC性能的措施。     

H2S酸性服役环境下海底管线的焊接工艺开发

基于惠州19-2&19-3海管项目的工程实际需要,开发了服役于H2S酸性环境条件下海底管线的焊接工艺,对该条件下焊接方法选择、焊材选用、焊接工艺控制等方面进行了介绍,制订了API 5L X60,ASTM A694 F70和F65材料的焊接工艺,并进行了焊接试验.焊接接头的无损检测、力学性能试验、硫致应力腐蚀试验和氢数开裂试验的结果表明,接头性能可以满足工程应用要求.     

酸性介质用大口径2205/Q235双相不锈钢复合管

针对油田集输管线对抗腐蚀性能的特殊要求,研制开发了大面积2205/Q235双相不锈钢复合板材;采用直缝双面埋弧焊(JCOE)成型技术和氩弧焊+CO2保护焊复合焊接技术,成功试制了426 mm×14 mm覆层2205双相不锈钢的复合管。采用SEM、力学性能检测和HIC(氢致开裂)、SSCC(硫化物应力腐蚀破裂)以及腐蚀速率测定等方法对复合管的性能进行了测定。测试表明,2205双相不锈钢和Q235碳钢完全实现了冶金结合;复合管的剪切强度及其它力学性能完全符合相关标准要求,并具有较好的抗HIC和SSCC性能,在H2S、CO2、Cl-共存的气相腐蚀介质中,试样腐蚀速率仅为0.045 mm/a,可用于油田酸性介质的输送。     

X100钢级螺旋缝埋弧焊管抗H_2S腐蚀性能研究

对X100钢级螺旋缝埋弧焊管进行了氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验研究,结果表明:X100钢级螺旋缝埋弧焊管焊接接头比管体的抗H2S腐蚀性能差。分析认为:带状组织和硬度高是导致管体和焊接接头氢致裂纹超标的主要原因,氢致裂纹主要是穿晶型和沿晶型开裂;而焊缝中存在夹杂物,以及焊缝中晶内针状铁素体组织和热影响区中粒状贝氏体组织引起的硬度波动和偏高,是导致焊缝处发生应力腐蚀断裂的主要原因。电化学试验和残余应力测试,也进一步证实了X100钢级螺旋缝埋弧焊管焊接接头比管体更易于腐蚀。     

X65管线钢焊接接头H2S应力腐蚀研究及其有限元数值分析

在X65管线钢H2S应力腐蚀试验的基础上，建立了三维弹塑性有限元模型．通过三维弹塑性有限元的数值分析，得到了裂纹尖端应力场分布和氢浓度的分布特征．通过对X65管线钢焊接接头的显微组织观察和基本力学性能研究，对影响其应力腐蚀影响因素提供了实验依据．并根据楔形张开加载恒位移试样得出了X65管线钢焊接接头的临界应力强度因子KISCC和裂纹扩展速率，其应力腐蚀试验结果在有限元数值分析中得到了验证。     

国产X70管线钢的硫化氢应力腐蚀性能及其焊接性

针对在含H2S的介质中，不同成分条件的国产管线钢H2S应力腐蚀开裂(Sulfide stress corrosion cracking，SSCC)性能、焊接性分别采用恒载荷法及插销试验法进行了研究；对插销试样断口进行了电子显微镜分析。试验结果表明，不同C、Mn、P含量的国产X70管线钢在相同的试验条件下具有不同的SSCC断裂时间与断裂应力。其原因主要是由于它们的Mn、P元素含量的不同引起的，而不是C元素；采用LINCOLN E6010焊条，预热70℃时的临界应力σcr=630MPa，不预热时的σcr=610MPa，即预热可以使国产X70管线钢的临界应力明显提高；插销试样的断口形貌是由解理断裂、准解理断裂和韧窝断裂构成的混合型断口。