深海用X70管線鋼焊接接頭耐蝕性研究.pdf

1、管線運輸由于其經濟、安全、高效逐漸成為油氣運輸?shù)氖走x方式。國外深海管線運輸自1954年美國在墨西哥灣建立的第一條海底管道以來飛速發(fā)展，國內管線鋼起步較晚。全長261 km的南海荔灣氣田是我國首個深海油氣項目，本文研究的深海用X70管線鋼外徑達691 mm，管壁厚40.5 mm，用于3500 m深海，在壁厚和服役深度上均達到國內外領先水平。深海用管線鋼向著厚壁化、高鋼級、大變形、微合金化方向發(fā)展。腐蝕容易導致材料的失效，從而導致經濟的巨大

2、損失及安全隱患。深海管線長期處于低溫高壓的復雜多變環(huán)境，對管線鋼的耐蝕性要求較高，本文主要通過鹽霧腐蝕試驗、應力腐蝕試驗、浸泡試驗、失重試驗、電化學試驗對3500m深海用X70管線鋼焊接接頭的腐蝕行為進行研究。
　　對厚規(guī)格X70管線鋼焊接接頭進行中性鹽霧試驗(NSS試驗)，通過金相顯微鏡、掃描電鏡對腐蝕產物形貌進行觀察，采用EDS、XRD對腐蝕產物進行面掃描和物相分析。結果表明，鹽霧腐蝕過程先發(fā)生點蝕，點蝕逐步發(fā)展成全面腐蝕。C

3、l-引起點蝕，點蝕導致裂紋的產生。腐蝕產物成分均勻，主要由鐵的氧化物、氯化物和氫氧化物組成。腐蝕速率隨著腐蝕時間的延長變緩慢，腐蝕過程中Cl-易穿過外層疏松的腐蝕產物與基體發(fā)生反應，而最內層致密的腐蝕產物膜對腐蝕介質的進一步擴散起到阻擋作用，減緩了反應速率，提高了耐蝕性。
　　對3500m深海用X70管線鋼基體與焊接接頭在不同溫度和不同應變速率下進行拉伸試驗分析其應力腐蝕行為，通過掃描電鏡觀察其斷口形貌，通過EDS分析其斷口成分，

4、通過慢拉伸曲線分析其斷裂行為，闡述了應力腐蝕機理，對深海用管線鋼服役使用具有參考意義。結果表明，基體和焊接接頭在3.3×10-6 s-1和1.0×10-6 s-1這兩種應變速率下的應力腐蝕傾向都不明顯。溫度對基體和焊接接頭的應力腐蝕影響不明顯。
　　通過浸泡試驗、失重試驗、電化學試驗對深海用厚規(guī)格X70管線鋼焊接接頭各區(qū)域耐蝕性進行研究，通過XRD分析其鈍化膜的組成，通過掃描電鏡觀察其顯微組織。結果表明，焊縫的耐蝕性最優(yōu)，自腐蝕電

5、位最高，熱影響區(qū)耐蝕性次之，自腐蝕電位介于焊縫和近熱基體之間，近熱基體耐蝕性最差，自腐蝕電位最負，且對于相同區(qū)域，內焊的耐蝕性優(yōu)于外焊。內層Fe3O4形成致密的鈍化膜能有效減緩反應的進行，外層疏松的腐蝕產物Fe2O3、FeOOH、Fe(OH)3對基體無保護作用。焊縫處微觀組織多為晶內形核鐵素體，M-A島細小均勻，耐蝕性最好；熱影響區(qū)組織梯度變化最大，M-A島組元粗大，耐蝕性次于焊縫；近熱基體由鐵素體和貝氏體組織，貝氏體呈島狀分布，耐蝕性