X65Q+CRA625冶金复合管氩弧焊工艺

文中分析了X65Q+CRA625冶金复合管的焊接工艺,该工艺的焊接方法采用钨极氩弧焊。根据基材为高强度的X65Q管线钢、复合层为镍基材料这一特殊情况,制订了有针对性的关于预热/层间温度、坡口准备、充气保护、焊接操作等的焊接控制要点,并通过焊接接头试验,确定了这种焊接工艺的合理性,可满足该复合管的焊接质量要求。

焊接方法对X65焊接接头耐H2S腐蚀性能的影响

本文介绍了X65油气输送管线在湿硫化氢环境下的腐蚀形式和影响因素,通过焊接接头硬度试验和HIC试验分析了GTAW、SMAW、SAW三种不同的焊接方法及不同的焊接参数对焊接接头耐硫化氢腐蚀性能的影响,试验证明三种焊接方法的焊接接头均满足相关规范的要求,但不同焊接方法和焊接参数的焊接接头对硫化氢腐蚀的敏感性差异较大。

模拟杂散电流干扰对阴极保护下X65钢腐蚀行为的影响研究

地铁列车系统运行过程会泄漏杂散电流,造成附近埋地金属电位波动,并使阴极保护效果减弱或失效,最终导致埋地金属因腐蚀而失效。以常用的管线钢X65钢为研究对象,在实验室搭建杂散电流腐蚀模拟试验装置,进行杂散电流干扰电位±1,±2,±4 V持续4 d及杂散电流干扰电位为±2 V并持续1,2,4,8 d的2组腐蚀模拟试验,研究杂散电流干扰下受阴极保护的X65钢的腐蚀行为规律。结果表明:杂散电流干扰电位达到+2 V以上时,X65钢的腐蚀速率会急剧增大;正向杂散电流干扰会使X65钢试样发生点蚀再演变为均匀腐蚀,并在两者间循环交替,腐蚀产物成分为Fe_(2)O_(3);负向杂散电流干扰对X65钢试样存在腐蚀影响,影响作用较为轻微。

X65级双层海管外管全自动焊工艺研究

基于STT封底和全自动FCAW-G填充盖面焊接,开发了一种适用于双层海管外管全自动焊工艺,通过宏观形貌观察、力学性能测试等手段验证自动焊工艺下的海管焊接接头的可靠性,满足DNV OS F101:2017《海底管线系统》标准要求,可应用于X65碳素钢海管外管的焊接施工。

温度和压力对密相CO_(2)输送管线用X65钢腐蚀行为的影响

通过腐蚀模拟试验、表面分析技术和水化学模拟计算等手段,研究了在低含水及含O_(2)、H_(2)S、SO_(2)和NO_(2)杂质的密相CO_(2)腐蚀环境中X65管线钢的腐蚀行为,对比分析了温度和压力对X65钢腐蚀速率的影响及其原因。结果表明:温度和压力变化对X65钢的腐蚀速率影响显著,但不改变X65钢的腐蚀机理,X65钢表面形成了以FeOOH和FeSO_(4)为主的腐蚀产物膜。在恒压密相CO_(2)环境中,温度升高可以降低X65钢的腐蚀速率;而在恒温50℃密相CO_(2)环境中,随压力升高腐蚀速率先降低后显著增加;在试验温度和压力范围内,X65钢在10 MPa和50℃的密相CO_(2)环境中的腐蚀速率最低。温度和压力变化引起的X65钢腐蚀速率差异的原因与其造成的液相形成量及液相中腐蚀性物质含量的改变密切相关。

显微组织对薄壁X65M管线钢落锤试验性能的影响

对厚度为6~9.5 mm的薄壁管线钢低温落锤性能容易出现波动的问题,通过轧制对比实验分析,探究了薄规格X65M管线钢低温落锤性能的控制工艺的影响因素。通过不同低温落锤试验结果样品的显微组织分析和数值化结构研究,发现钢中多边形铁素体晶粒尺寸大小和钢板心部片条状分布的M/A组织对低温落锤性能影响显著。当钢中面积在200μm^(2)以上的晶粒数量较多,平均面积超过260μm^(2),或者M/A组织占比>6%时,钢板低温落锤性能明显恶化。通过连铸过热度控制以及控轧控冷工艺优化,有效细化了晶粒尺寸并减少了M/A组织的形成,实现6~9.5 mm薄壁钢板批量稳定生产8万t以上,可以满足-30℃低温落锤要求,对薄规格管线钢产品的研发和生产具有重要意义。

X65+N06625复合管TIP TIG焊接方法及质量提升

在海洋石油开采领域,钢结构制造过程中经常面临复合材质管线的焊接。X65+N06625复合管以其独特的性能作为一种广泛应用的复合材料管线。本文旨在通过对X65+N06625复合管焊接过程的细致梳理,包括焊接方法、材料选择、工艺优化以及具体的操作技巧,全面总结提升管道焊接的合格率,确保焊接质量,延长产品寿命。通过深入分析焊接中的各种关键因素,能够进一步优化焊接流程,减少焊缝稀释和避免焊接缺陷的产生。此外,文中还探讨不同焊接层的操作细节,如固定焊、打底焊、填充焊和盖面焊,并强调在整个焊接过程中应注意的其他重要事项,进而显著提高复合管焊接的合格率,确保焊接结构的质量稳定性及延长产品的使用寿命。

超临界二氧化碳输送用X65钢级HFW焊管组织和性能分析

针对CCS用超临界二氧化碳输送管道,开发了X65钢级HFW焊管超临界CO_(2)管,利用冲击试验、拉伸试验、金相分析、扫描电镜分析等手段,分析了其母材、焊缝及焊接热影响区的力学性能和显微组织。结果表明,开发的新型超临界CO_(2)用HFW焊管具有高韧性(-45℃冲击功≥200 J、韧脆转变温度<-60℃)的特点;X65钢级HFW焊管母材组织主要由准多边形铁素体(QF)、多边形铁素体(PF)和少量珠光体(P)组成,焊缝中心和热影响区组织主要由多边形铁素体、珠光体和少量的准多边形铁素体组成,与管体母材相比,焊缝中心组织中的珠光体含量增多,准多边形铁素体减少;综合冲击韧性结果和微观组织,此HFW焊管母材和焊缝具有良好的匹配性能,尤其是低温冲击韧性优异,可为超临界CO_(2)长距离输送管道的应用提供借鉴。

温度对X65管线钢在含CO_(2)/H_(2)S油田模拟环境中腐蚀行为的影响

为了研究在含CO_(2)/H_(2)S环境中温度对X65管线钢腐蚀的影响,采用高温高压模拟集输管线工况环境进行腐蚀试验和电化学试验,并对X65管线钢在不同温度下的腐蚀行为进行分析。结果表明,随着温度的升高,均匀腐蚀速率呈现先增大后减小的趋势,温度达到80℃时,均匀腐蚀速率达到最大值,为0.4345 mm/a,此时试样表面腐蚀产物较为粗糙,生成腐蚀产物FeCO_(3)和FeS;随着温度的升高,X65管线钢腐蚀逐渐以H_(2)S腐蚀为主,腐蚀电流密度先增加后减小,与失重腐蚀试验结果相符,X65管线钢的容抗弧呈现一个时间常数且半径逐渐减小;在试验温度下试样表面都有CaCO_(3)生成,这可能与溶液中的Ca^(2+)含量高相关。

不同应力幅下X65管线钢焊接接头的腐蚀疲劳行为

通过腐蚀疲劳试验研究了在H_(2)S环境中不同应力幅下X65管线钢焊接接头的腐蚀疲劳行为及机理,对试样的微观组织、断口和裂纹扩展路径进行了观察.结果表明,X65管线钢焊接接头焊缝的微观组织主要由先共析铁素体、粒状贝氏体和M/A组元构成,M/A组元增大了焊缝的脆性.粗晶热影响区主要由板条贝氏体和粒状贝氏体组成,焊缝和粗晶热影响区的硬度较高,韧性较差.在不同应力幅下X65管线钢焊接接头的腐蚀疲劳机理均为阳极溶解+氢脆混合机制,但低应力幅下腐蚀作用带来的损伤更加显著.随着应力幅的增大,试样的腐蚀疲劳寿命显著降低,裂纹扩展的速率也越快.此外,二次裂纹主要沿着贝氏体板条束的晶界扩展,裂纹尖端在针状铁素体和先共析铁素体处产生了钝化现象,这两类组织有着良好的抗氢脆能力.创新点:(1)阐明了X65管线钢焊接接头在H_(2)S环境中的疲劳行为及机理.(2)揭示了不同应力幅下X65管线钢焊接接头在H_(2)S环境中的疲劳行为差异.(3)明确了针状铁素体和先共析铁素体有着良好的抗氢脆能力.

X65管线钢焊接工艺性能测试分析

针对用于海洋油气资源运输的X65管线钢,通过无损检测、力学性能测试及饱和硫化氢浓度的应力腐蚀试验对焊接接头进行测试。结果表明,采用CMT打底、GMAW填充的焊接工艺,能有效保证焊接接头的低温力学性能;但由于焊缝和粗晶热影响区的硬度过高,焊接接头在硫化氢环境中会发生断裂失效。

X65管线钢焊接接头的腐蚀疲劳行为研究

X65管线钢被广泛用于深海石油运输,焊接是海洋立管的主要连接方式之一。在深海油田中的H_(2)S含量较高,会影响海洋立管焊接接头的服役寿命,特别是疲劳寿命。文中对比研究了X65管线钢焊接接头在空气和H_(2)S腐蚀环境下的疲劳行为,结果表明,由于根部焊缝余高处应力集中,最易萌生裂纹,在H_(2)S腐蚀环境下,加速了焊接接头的裂纹萌生和扩展,疲劳寿命显著下降。

关于X65M管线钢冲击断口分离的控制与分析

以热连轧生产线批量生产的X65M管线钢为研究对象,通过热轧工艺调控分析其对X65M管线钢冲击断口分离的影响。以低温冲击试验为基础探索X65M管线冲击功的变化规律,利用金相显微镜(OM)对实验钢进行显微组织观察,借助扫描电子显微镜和能谱分析(SEM-EDS)对断口位置进行形貌分析。断口分离比例由原来的81%降低到20%左右,在-65℃时冲击试验时,分离评级由Ⅳ级降低到Ⅱ级。在-20℃、-45℃温度下进行冲击试验,冲击功由160~220J提高到290~300J;在-55℃下进行冲击试验,冲击功由160J提高到220J,较好地改善了X65M管线钢冲击韧性和抗裂纹性能。

X65级海管环缝无衬垫封底全自动焊工艺及焊缝性能研究

在一些国外海洋油气田开发项目中,输送含有酸性腐蚀介质的海底管道环缝焊接强制要求采用无铜衬垫封底焊接技术,确保焊缝在硫化氢(Hydrogen Sulfide,H2S)酸性腐蚀服役过程中不会出现硫致应力开裂(Sulfide Stress crack,SSC)。为解决铜衬垫在封底焊接过程中铜原子受热扩散进入焊缝金属并对其性能产生破坏性影响的问题,采用表面张力过渡(Surface Tension Transfer,STT)封底焊接和熔化极气体保护焊接(Gas Metal Arc Weld‐ing,GMAW)填充盖面焊接技术,开发了一种适用于海管S型铺设的无衬垫封底全自动焊工艺并对焊缝性能进行测试研究。结果表明,横向拉伸、全焊缝拉伸、侧弯、冲击、宏观硬度及H2S腐蚀试验等均满足项目焊接规格书及DNV OS F101(2013)标准要求;焊接接头试样均通过了NACE 0177标准下的硫致应力开裂试验,可应用于含H2S酸性环境下X65级碳钢海管的焊接施工。STT表面张力过渡封底焊接属于单面焊双面成形技术,焊接热输入小,飞溅极少,焊缝成形好,是无衬垫封底焊接技术的一种可靠选择。

X65钢在模拟海底管道封存环境中的腐蚀行为

通过极化曲线、宏观腐蚀形貌、微观腐蚀形貌、腐蚀速率和三维点蚀形貌等,分析了X65钢在海水和淡水以及添加不同种类脱氧剂和缓蚀剂环境中的腐蚀行为。结果表明:在海水中添加缓蚀剂后,X65钢的自腐蚀电位最大正移量为11.6 mV,进一步添加脱氧剂后,其自腐蚀电位最大正移量为51.5 mV;随着浸泡时间的延长,试样表面生长出更为致密的腐蚀产物膜,最大点蚀速率从0.8812 mm/a降至0.6804 mm/a,该产物膜对试样表面起到保护作用;在海水中添加脱氧剂和缓蚀剂后,X65钢的最大点蚀速率下降至0.1068 mm/a,进一步印证了脱氧剂和缓蚀剂的协同作用能更有效缓解溶解氧腐蚀,在X65钢海管封存过程中推荐添加脱氧剂+缓蚀剂HYH-80-SEA;常温下X65钢在海水中的腐蚀速率为淡水中的10倍,而在海水中添加脱氧剂和缓蚀剂HYH-80-SEA后,其腐蚀速率仍为淡水中的2~4倍。

X65管线钢及牺牲阳极材料在海水环境中的交流腐蚀行为研究

目前针对海洋环境下的管线钢及牺牲阳极交流腐蚀行为研究鲜有开展,为给海管交流腐蚀风险评判以及牺牲阳极在交流干扰下的消耗性能提供参考,通过交流腐蚀模拟试验研究了模拟海水环境中X65管线钢、铝合金和锌合金牺牲阳极在不同交流电流密度下的交流腐蚀行为。结果表明:施加交流干扰后,X65管线钢、铝合金牺牲阳极和锌合金牺牲阳极试样电位均发生负向偏移,且交流电流密度越大,偏移量越大;3种材料的腐蚀速率随交流电流密度的增大而增大,但铝合金的腐蚀速率远大于锌合金和X65管线钢;X65管线钢在0~30 A/m^(2)交流干扰下,呈现均匀腐蚀,当交流电流密度增大至100 A/m^(2)时,表面出现点蚀坑;铝合金在不同交流电流密度下的表面均会产生点蚀,而锌合金材料则以均匀腐蚀为主,海洋环境中锌合金的服役性能优于铝合金。

高功率激光焊接X65管线钢的接头组织与性能

在激光功率10 kW、焊接速度20 mm/s、离焦量+10 mm的试验条件下,对10 mm厚的X65管线钢板进行激光对接焊,研究焊接接头的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能。对试样的基体、焊缝区与热影响区的微观组织进行观察,利用硬度仪对试件进行硬度测试,并对焊缝和母材进行了电化学腐蚀试验。结果显示:焊接接头横截面呈“酒杯状”的宏观形貌,焊缝成形连续饱满,无明显缺陷。焊缝区组织主要为板条马氏体,具有最高的硬度值,热影响区的硬度次之,基体的最小;焊缝的耐腐蚀性要低于母材的,这是由于焊缝区马氏体的位错密度大,更容易被腐蚀。

X65管线钢中氧氮硫含量变化规律探究

为控制X65管线钢中O、N、S等有害元素的含量及改善钢的综合性能,进行了X65钢冶炼连铸生产过程中钢液的T.O、N、S含量变化规律研究。通过工业化试验,对连续生产的6炉X65钢前三炉精炼及浇铸过程中钢包、中间包、结晶器中的钢液及铸坯分别取样进行检测和分析。结果显示:三炉X65钢在喂线结束、静搅及浇铸过程中均存在一定程度的T.O和N含量增加,转炉防止回硫效果明显,但LF精炼深脱硫程度较低;VD真空过程脱硫效果不明显,且钢水在中间包时S含量均有明显增加。根据试验结果分析得出的X65精炼及浇铸过程钢中的T.O、N、S含量的优化措施,可有效降低钢中T.O、N、S含量。

X65级别海底管线钢低温CTOD性能研究

由于恶劣的海洋环境,要求海底管线钢具有较高的低温断裂韧性。CTOD性能是海底管道低温断裂韧性的重要评价指标。本文通过对不同厚度实验钢在0℃、-20℃、-40℃、-60℃、-80℃试验温度下进行CTOD试验。试验结果表明,本文实验钢的CTOD性能存在厚度规格效应的影响,20.6 mm厚度实验钢的CTOD值随着试验温度降低而降低,在0~-40℃之间,其CTOD性能均保持在较高水平,其CTOD值均在1.30 mm以上,在-60℃以下,其CTOD值大幅度降低,CTOD值降低为0.11 mm。而14.3 mm厚度实验钢随着试验温度的降低变化不大,其CTOD性能均保持在较高水平,在-80℃下,其CTOD值仍达到1.63 mm。

BNS、X60QS和X65QS钢级耐酸性腐蚀管线管的开发

文章介绍了BNS、X60QS和X65QS钢级耐酸性腐蚀管线管的成分设计和工业试制过程,研究了正火工艺和调质工艺对热轧之后钢管的金相组织及机械性能的影响,分析了产品的耐酸性腐蚀性能。试制结果表明,采用正火工艺生产的BNS钢级管线管的机械性能和耐酸性腐蚀性能完全满足API Spec 5L规范要求,采用调质工艺生产的X60QS钢级和X65QS钢级管线管的机械性能和耐酸性腐蚀性能完全满足API Spec 5L规范要求。