X80钢焊接接头的腐蚀行为研究

发布时间：2017-03-22 14:06

  本文关键词：X80钢焊接接头的腐蚀行为研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济发展对油气资源需求日益增加,油气管线的建设得到快速发展。目前,我国西气东输工程应用最为广泛的钢种为X80管线钢。然而油气管道运行过程中多次发生局部腐蚀与开裂现象,尤其焊接接头处最为严重,严重威胁了管线的安全运行,因此研究X80管线钢焊接接头在不同条件下的腐蚀行为,对延长管线寿命具有重要意义。采用手工焊条电弧焊和熔化极气体保护焊两种焊接方法对X80管线钢进行焊接,手工焊条电弧焊焊条选用E7096和E9018；熔化极气体保护焊焊丝选用ER70S-G和ER80S-G,根焊保护气体为25%CO2+75%Ar,热焊保护气体为100%CO2,填盖保护气体为15%CO2+85%Ar,气体流量均为25～30L/min.结果表明：X80钢焊接接头中母材和手工电弧焊焊缝金相组织主要由针状铁素体和贝氏体组成,并含有少量的珠光体组织,焊接接头平均抗拉强度为670MPa,平均硬度为242HV10,焊缝和热影响区平均冲击吸收功分别为107J和137J；熔化极气体保护焊焊缝的金相组织主要是由针状铁素体、板条铁素体和贝氏体组成,焊接接头平均抗拉强度为700Mpa,平均硬度均为238HV10,焊缝和热影响区平均冲击吸收功分别为142J和190J。运用电化学工作站、扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了X80管线钢母材和两种焊接接头在不同条件下的腐蚀行为,得出在模拟土壤溶液中,30℃下浸泡3d-7d,X80钢和两种焊接接头腐蚀速率随着浸泡时间的延长而降低,X80钢母材和熔化极气体保护焊焊接接头耐蚀性优于手工电弧焊；30℃～70℃下浸泡3天,X80钢和两种焊接接头腐蚀速率随着浸泡温度的增加而上升；30℃浸泡72h,X80管线钢表面腐蚀产物相对焊缝比较致密,腐蚀产物主要由FeO(OH)、Fe2O3、Fe3O4组成,其中Fe304结合紧密,孔洞和空隙较少。在模拟油田采出水溶液中,30℃、pH值为6.5-8.5时浸泡3d,X80管线钢和两种焊接接头随着pH值的增加腐蚀速率降低；120℃,3MPa～7MPa浸泡3d,X80钢和两种焊接接头随着压强增大腐蚀速率增加,手工焊条电弧焊焊缝腐蚀速率最高；120℃、5MPa浸泡72h,X80钢母材表面腐蚀产物有少量腐蚀产物堆积,腐蚀产物致密但存在一定的裂纹,手工电弧焊焊缝腐蚀产物结合不够紧密中间出现大量的空隙,熔化极气体保护电弧焊焊缝表面腐蚀产物主要以竹叶状和片状为主,致密度优于手工电弧焊焊缝。
【关键词】：X80管线钢 焊接接头 腐蚀行为 焊接工艺 腐蚀介质
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE988.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 研究目的与意义8
• 1.2 国内外研究现状8-14
• 1.2.1 管线钢发展现状8-9
• 1.2.2 管道焊接研究现状9-11
• 1.2.3 焊接接头腐蚀研究现状11-14
• 1.3 研究内容14-16
• 第2章 X80钢焊接接头制备及性能研究16-27
• 2.1 概述16
• 2.2 实验材料与设备16-17
• 2.3 实验方法17-21
• 2.3.1 熔化极气体保护焊焊接接头的制备17-18
• 2.3.2 手工电弧焊焊接接头的制备18-19
• 2.3.3 金相组织观察19
• 2.3.4 拉伸性能试验19-20
• 2.3.5 冲击韧性试验20-21
• 2.3.6 硬度测试21
• 2.4 试验结果与分析21-26
• 2.4.1 X80钢及两种焊缝金相组织分析21-22
• 2.4.2 不同焊接方法拉伸性能结果与分析22-23
• 2.4.3 不同焊接方法冲击性能结果与分析23-24
• 2.4.4 不同焊接方法硬度结果与分析24-25
• 2.4.5 焊接接头探伤检测25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 X80钢及其焊缝在模拟土壤中的腐蚀规律研究27-45
• 3.1 概述27
• 3.2 实验方法27-30
• 3.2.1 实验药品和仪器27-28
• 3.2.2 试样制备28
• 3.2.3 土壤模拟溶液的制备28
• 3.2.4 失重实验测试28
• 3.2.5 电化学测试28-29
• 3.2.6 X射线衍射分析29
• 3.2.7 扫描电镜分析29-30
• 3.3 实验结果与讨论30-44
• 3.3.1 不同焊接方法对腐蚀速率的影响30-32
• 3.3.2 浸泡时间对X80钢腐蚀速率的影响32-33
• 3.3.3 浸泡时间对不同焊接接头腐蚀速率的影响33-36
• 3.3.4 浸泡温度对X80钢腐蚀速率的影响36-37
• 3.3.5 浸泡温度对不同焊接接头腐蚀速率的影响37-40
• 3.3.6 腐蚀形貌与物相分析40-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 X80钢及其焊缝在油田采出水溶液中的腐蚀规律研究45-66
• 4.1 概述45
• 4.2 实验方法45-47
• 4.2.1 实验介质45
• 4.2.2 实验药品和仪器45-46
• 4.2.3 常态浸泡实验46
• 4.2.4 高温高压釜实验46-47
• 4.3 实验结果与讨论47-62
• 4.3.1 浸泡温度对X80钢腐蚀速率的影响47-48
• 4.3.2 浸泡温度对不同焊接接头腐蚀速率的影响48-52
• 4.3.3 pH对X80钢腐蚀速率的影响52-53
• 4.3.4 pH对不同焊接接头腐蚀速率的影响53-57
• 4.3.5 压强对X80钢腐蚀速率的影响57-59
• 4.3.6 压强对不同焊接接头腐蚀速率的影响59-62
• 4.4 腐蚀形貌分析62-64
• 4.5 本章小结64-66
• 第5章 结论与建议66-67
• 5.1 结论66
• 5.2 建议66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研工作73

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