L245NCS与SA333-6管线钢对接焊的工艺研究

为了满足L245NCS与SA333-6管线钢对接接头在高酸性气田中的工作条件,采用GTAW打底,SMAW填充盖面,对L245NCS与SA333-6管线钢对接进行了焊接工艺研究。在分析两种钢的焊接性和多次对比试验的基础上,拟定了合理的焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数以及焊后热处理温度,并对焊接接头进行了多项力学性能试验和抗SSCC、HIC性能试验。结果表明,拟定的焊接工艺方案对于L245NCS与SA333-6的对接是可行的,同时也为类似的酸性气田管线钢焊接提供了借鉴。     

一种二酰胺基吡啶季铵盐的合成及其缓蚀性能

利用2,3-吡啶二甲酸为主体和十二烷基胺进行酰化反应,合成了具有多个活性吸附中心的2,3-N-十二烷基-二甲酰胺吡啶衍生物,再进行季胺化反应增加其水溶性,开发出一种二酰胺基吡啶季铵盐缓蚀剂。利用动态高温高压浸泡试验和电化学试验在含二氧化碳模拟油田水中评价了该缓蚀剂对L245NCS钢的缓蚀性能。结果表明:该缓蚀剂是混合型缓蚀剂,在加量为50mg/L时,缓蚀率达到95%以上,同时对点蚀具有良好的抑制效果。     

铁细菌对L245钢腐蚀行为的影响研究

采用挂片、电化学实验和SEM等手段研究了L245钢在含有铁细菌(FB)的页岩气压裂产出水中的腐蚀行为.结果 表明:有、无FB压裂产出水都会对L245钢造成腐蚀,但失重分析和极化曲线分析都证明FB的存在促进了L245钢的腐蚀;电化学阻抗拟合结果表明,在不含FB的页岩气压裂产出水中,L245钢的腐蚀速率在前5d逐渐增大,后...     

L245NCS钢与20Ⅲ管线钢对接焊工艺

针对微合金管线钢L245NCS和普通低碳钢20Ⅲ对接焊,采用GTAW打底,SMAW填充盖面,通过多次工艺试验,优选了焊接材料、焊接工艺参数以及焊后热处理工艺,对焊接接头进行了多项力学性能试验、微观组织分析及抗SSCC,HIC性能试验.结果表明,焊接接头各项力学性能指标均合格,微观组织结构均匀、晶粒细小,抗SSCC与HIC试验未发生开裂和表面氢鼓泡现象,拟订的焊接工艺方案对于管线钢L245NCS与20Ⅲ的对接是可行的,为类似气质条件气田管线钢焊接提供了依据.     

L245NS抗硫化氢腐蚀管线管的生产实践

介绍了 L245NS抗硫化氢腐蚀管线管的成分设计及斜轧试制过程,检测了产品的几何尺寸、机械性能、硬度、显微组织,重点分析了产品的抗腐蚀性能.生产实践证明,通过适当地提高Mn元素和降低C元素含量,制定合理的轧制温度控制制度,采用斜轧工艺生产出的L245NS钢级抗硫化氢腐蚀管线管满足GB/T9711-2017要求.     

含Cu抗菌管线钢的抑制微生物腐蚀性能

采用室内浸泡试验和页岩气田现场试验对比研究了含Cu抗菌管线钢和L245NCS管线钢的微生物腐蚀行为。结果表明:在硫酸盐还原菌存在时,两种试验条件下的L245NCS管线钢都发生了严重的点蚀,其在现场试验中的点蚀速率高达16mm/a;而含Cu抗菌管线钢能够有效抑制基体表面细菌的生长,进而抑制点蚀。此外,具有生物毒性的Cu元素在腐蚀产物中富集,进一步提高了材料的抗菌性能。含Cu抗菌管线钢适用于页岩气田环境。     

L245NB钢的低温力学性能

对L245NB钢从室温到-132℃范围内的低温力学性能进行了检测。结果表明,随温度的下降,钢的屈服强度、抗拉强度及屈强比总体趋向增大,伸长率和断面收缩率降低。深冷处理对L245NB钢的力学性能没有明显影响。从冲击试验的断口宏观形貌以及断口微观特点判断,L245NB钢发生脆化的温度范围为-65~-70℃。     

316L不锈钢、ND钢和Q245R钢的耐酸露点腐蚀性能

通过浸泡试验和电化学测试,研究了316L不锈钢、ND钢和Q245R钢在酸露点腐蚀模拟溶液中的腐蚀行为,分析了温度、硫酸质量分数和Cl-质量浓度对三种材料的酸露点腐蚀规律和机理的影响.结果表明:三种材料耐酸露点腐蚀性能从大到小依次为ND钢、316L不锈钢、Q245R钢;Q245R钢和ND钢的腐蚀速率随Cl-质量浓度的升高...     

L245钢基体表面Ni-Sn-P化学镀合金镀层耐腐蚀性能研究

采用极化曲线探讨了L245钢和L245钢基体表面Ni-Sn-P化学镀层的耐腐蚀性能;利用电子扫描显微镜和能谱分析仪观察了L245钢表面Ni-Sn-P化学镀层在高压釜酸性介质情况下腐蚀前后的表面形貌和成分,结合X射线、光电子能谱对腐蚀后Ni-Sn-P化学镀层表面的组成进行了XPS分析。结果表明:Ni-Sn-P化学镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学性能很好,明显高于基体L245钢;Ni-Sn-P化学镀层在高压釜酸性介质腐蚀情况下,Ni、Sn元素溶解,P元素富集,腐蚀层区域均匀,没有出现像L245钢那样的腐蚀坑;高压釜腐蚀后的Ni-Sn-P化学镀层表面形成了由NiO2、NiO、NiCl2、Ni(OH)2、NiSO4、SnO2、SnO、Ni3(PO4)2和Sn3(PO4)4等化合物组成的保护膜,对提高Ni-Sn-P化学镀层的耐腐蚀性能起到了重要作用。     

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针对管线钢L245钢在太钢炼钢二厂北区3号宽板坯铸机生产时铸坯角部经常出现横裂纹,造成其热轧后卷板边部存在裂纹缺陷,利用Gleeble-3800型热/力学模拟试验机对管线钢L245钢进行了高温面塑率及高温强度的测试,并用扫描电镜对测试试样断口形貌进行观察.从试验结果分析认为:管线钢1245钢的化学成分设计决定其对裂纹的敏感性,由于第Ⅲ区脆性温度区间的高温面塑率低导致其在连铸过程铸坯冷却或受力不均衡情况下铸坯角部裂纹的发生.为要避免铸坯角部横裂纹的产生,在连铸坯矫直时,其角部温度应避开第Ⅲ区脆性温度区间.     

地面集输管道在CO2/H2S/O2体系下的腐蚀行为研究

目的 研究集输管道常用钢材在CO2/H2S/O2体系下的腐蚀行为,为新疆油田集输管道的腐蚀防控提供指导依据.方法 基于新疆油田重油热采现场工况,以L245NS钢为试材,316L钢为对照,采用高温高压釜试验,研究CO2/H2S/O2体系下温度和H2S含量对L245NS钢和316L不锈钢的腐蚀影响规律,并结合SEM/EDS+XPS+3D显微镜等手段对典型工况下的腐蚀产物进行测试分析.结果 在CO2/H2S/O2共存体系中,L245NS钢的腐蚀速率随温度的升高,呈先增大、后减小的趋势;而随H2S含量的升高,呈先减小、后增大的趋势.316L钢的腐蚀速率随温度的升高,呈先增大后减小的趋势;随H2S含量的升高,呈一直增大的趋势.L245NS钢腐蚀产物呈针状、菱状、颗粒状多种形态,而316L钢腐蚀产物较少.在CO2/H2S/O2共存体系中,L245NS钢的腐蚀产物主要包含FeS、FeS2、单质S、FeCO3、Fe(OH)3、FeOOH、Fe3O4、Fe2O3、Na2SO4等物质.结论 L245NS钢在CO2/H2S/O2体系(22PCO H S/P<200)下的腐蚀行为主要由H2S主导,生成的FeS分布在产物底层.O2具有促进腐蚀进程的三方面作用:与H2S发生交互作用生成了单质S;作为去极化剂参与阴极反应;作为强氧化剂氧化FeS、FeCO3,反应生成单质S、FeS2、Fe2O3、Fe3O4、FeO(OH)等物质.     

非调质N80(F-N80)油井管的开发

对42MnMo7油井管失效形式进行了分析,提出了非调质钢(F-N80)成分的设计方案。通过工业试验,找出了F-N80的成分范围及轧制方案。     

非调质钢N80级油井管的研制与开发

研究了微合金化非调质钢N80级Φ139.70mm×7.72mm油井管的成分和制管工艺,以及其化学成分和组织对力学性能的影响;评价了用非调质钢生产N80油井管的性能稳定性。     

抗H2S腐蚀管线管的开发

介绍了我国油气田用户对抗H2S腐蚀管线管的需求情况。简述了H2S对钢管的腐蚀机理,通过对不同生产工艺生产的不同钢级或者组织状态的管线管的抗HIC和抗SSC腐蚀性能的分析,选定生产抗腐蚀管线管的最佳化学成分和工艺路线。针对不同钢级和不同工艺路线,确定低钢级管线管采用直接热轧及在线正火工艺,高钢级管线管采用调质热处理工艺。     

30Mn水淬钢调质热处理工艺的研究

测定了30Mn钢的CCT曲线和淬透性。研究表明,当冷却速度大于60℃/s时,能得到50%以上的马氏体组织,淬透性能满足Φ245mm×13.84mm以下油井管的要求。在此基础上研究了不同的回火温度、回火保温时间、淬火温度和淬火保温时间对30Mn钢组织性能的影响规律,制订了实验室条件下的调质热处理工艺,并进行了试验研究。结果表明,经此调质工艺处理后,材料的力学性能达到了API5CT标准要求。作为水淬钢种,30Mn钢可用来生产N80Q钢级的油井管。     

典型炼油化工材料耐环烷酸腐蚀性能综述

从材料热力学、冶金学角度概括分析了碳钢、Cr5Mo、304和316L奥氏体不锈钢、渗铝钢和Ni-P化学镀表面改性材料等典型炼油化工材料耐环烷酸腐蚀的机理,以及介质酸值、流速、温度等因素对环烷酸腐蚀影响的动力学基础.     

天然气井油管有机涂层的失效分析

目的研究有机涂层在天然气井高温、高压环境下的失效特征和失效原因,为天然气井井筒有机涂层应用提供建议。方法模拟含CO_2,H_2S等介质的气井井下环境,通过9轮次、1914 h的长周期浸泡试验,对比测试某种有机涂层试样的厚度、冲击韧性等物理、机械性能参数,分析涂层宏、微观形貌变化。结果经过反复升、降压的苛刻室内浸泡实验后,有机涂层逐步老化。耐磨值由最初的3.28 L/μm下降到2 L/μm左右;硬度值由最初的125下降到95左右;冲击韧性值由最初的37.6 J下降到浸泡890 h时的23.5 J左右,之后趋于平稳。1914 h后,涂层与碳钢基体界面结合性能变差,表面出现明显的局部腐蚀坑点。结论室内涂层试验与气井油管涂层现场生产中发生的失效特征类似,存在失重、减薄—鼓泡—膜下腐蚀、脱落的失效过程。为避免油管内涂层失效,提高防腐效果,建议:在油管生产加工过程中控制固化度,避免因固化度不足导致涂层缺陷;在工程作业中应避免钢丝作业、快速泄压等对涂层的潜在损伤;定期进行缓蚀剂加注,减轻腐蚀。