复杂地质环境用管线钢强韧性及耐蚀性研究

发布时间：2018-01-13 04:10

本文关键词：复杂地质环境用管线钢强韧性及耐蚀性研究　出处：《郑州大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：油气管道作为石油天然气最经济最高效的运输途径,一直沿用至今。随着开采区域的变换,海洋、沙漠、冻土区域等气候恶劣、地质环境复杂的地区成为敷设管线的必经之地。海底管线钢和大应变管线钢作为特殊环境下用钢种,共同点是它们都需要有优异的大变形能力、抗压溃性及良好的焊接性能,不同的是海底用管线钢,长期处在低温、高压、强腐蚀的海底,更要考虑腐蚀对海底管线的影响。本论文以X65海底管线钢、X80大应变管线钢为研究对象,通过拉伸试验、夏比冲击试验、DWTT及硬度测试,结合SEM、EDS光学显微镜观察及分析,进行X65海底管线钢的强韧性及耐蚀性和大应变X80管线钢的强韧性研究。研究结果如下:对深海X65管线钢管体和焊接接头进行力学性能测试及分析,结果表明,系列温度下,即使在应变处理之后,管体横向和纵向仍具有较高的延伸率、低的屈强比,管体具有较高的变形性能。在-20°下管体、焊缝、熔合线及熔合线+2mm的夏比冲击结果表明焊接接头的韧性优异。通过微观组织的观察发现,管体由软硬结合的铁素体+贝氏体双相组织构成;焊缝微观组织由夹杂物诱变形成的晶内形核铁素体构成,强韧性良好;受焊接热循环影响,热影响区由粒状贝氏体组成;靠近热影响区基体,M-A岛分解,硬度较基体有所减小。对铁素体和贝氏体双相组织的深海用X65管线钢的管体和焊接接头进行了动电位极化实验和浸泡实验,试验结果证明,铁素体/贝氏体双相组织产生的电化学效应促进了腐蚀。焊缝处由于晶粒的细化提高了它的耐蚀性,其次是热影响区,管体的耐蚀性能最差。利用SEM、XRD及光学显微镜对腐蚀产物进行分析表明最外层的腐蚀产物主要由Fe2O3,Fe3O4,Fe OOH,Fe(OH)3组成,内层主要有Fe2O3,Fe3O4,Fe OOH组成。同时浸泡实验还证明四个区域发生了全面腐蚀及点蚀。点蚀坑统计结果表明焊缝处的耐点蚀能力更好,其次是热影响区。管体及近热影响区基体的耐点蚀性能最差。SEM观察发现点蚀主要以夹杂物为起源。对大应变厚规格直缝埋弧焊接X80管线钢焊接接头进行了力学性能测试和微观组织的观察。结果表明,该工艺焊接的大应变X80管线钢管体组织相对均匀,力学性能优异,符合标准要求;厚规格、高的焊接热输入下,焊缝和热影响区的微观组织正常,强韧性良好。由于二次热循环的影响,内焊焊缝处有二次晶内铁素体生成,组织的强韧性没有下降;内焊粗晶区随着远离外焊,组织发生变化,其中,距外焊较近区域由于焊接热输入的影响,组织出现部分块状、以项链状分布的M-A组织,这种组织会弱化热影响区的强韧性。
[Abstract]:In this paper , the strength and corrosion resistance of X65 submarine pipeline steel and the high toughness of X80 pipeline steel have been studied by SEM , EDS optical microscope . Fe ( OH ) 3 is composed of Fe ( OH ) 3 , the inner layer is mainly composed of Fe2O3 , Fe3O4 and Fe

【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE988.2

【参考文献】