20/316L双金属管的腐蚀失效原因分析

随着20/316L双金属管在油气生产中的推广应用,关于内衬316L不锈钢的腐蚀失效问题日益突出,尤其是条件苛刻的酸性集输环境下,目前相关研究不多。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段对20/316L双金属管在含H_2S-Cl^-的酸性集输环境中出现的腐蚀失效问题进行了系统分析,探讨了腐蚀失效的原因。结果表明:20/316L双金属管腐蚀类型为局部腐蚀,主要分布于内衬管316L的底部。腐蚀失效的主要原因是腐蚀介质中存在高浓度的H_2S与Cl^-,共同促进了钝化膜的破裂与点蚀的发展。当存在较高浓度的H_2S与Cl^-时,钝化膜薄弱处与电位较低的非金属夹杂物处易发生钝化膜的破裂与金属基体的快速溶解而成为点蚀源,形成点蚀。

316L/Q420双金属热变形行为及热加工图

为研究不锈钢和低合金高强钢双金属的高温变形行为,对316L/Q420双金属进行了温度为950~1150℃、应变速率为0.01~10 s~(-1)、最大变形量为50%的单向热压缩试验,通过观察试验结果,研究了该双金属的热变形行为,进而构建了基于Z参数的Arrhenius本构方程,并应用动态材料模型和Prasad失稳判据绘制了应变分别为0.1、0.3、0.5和0.7时的热加工图。结果表明,316L/Q420双金属热变形具有典型的动态再结晶型特征,流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减小;根据所建本构方程得到的预测应力与试验值之间有良好的线性相关性。对应热加工图,综合分析了碳钢侧微观组织状态和脱碳层厚度,确定了最优热加工工艺窗口为:变形温度为1110~1150℃,应变速率为1.284~10 s~(-1)。

20钢/316L复合管固液复合制坯工艺研究

双金属复合管在石油运输行业中应用前景广阔,结合性能是考察复合管是否合格的重要指标之一。为了能在轧制成形过程中得到高品质的复合管材,在复合管制坯过程中要求实现界面处的冶金复合。以20钢和316L为原材料,基于结合温度及元素扩散情况,采用固液复合方式,并且结合界面的温度模型及通过Pro CAST软件模拟,获得了外模最佳预热温度为1050—1100℃。通过现场试制界面处实现了冶金复合,在最佳温度范围既保证了固态20钢和液态316L之间能达到冶金复合,又能使元素有充分的扩散时间而增强了界面结合强度,同时又可以防止因元素过渡扩散而导致316L腐蚀性能下降。该方法为后续复合管连轧提供了优良的管坯,可实现高品质复合管的现场生产。

20G/316L双金属复合管弧焊接头组织与性能

对20G内衬316L复合管进行了TIG焊对接试验,并对接头进行了拉伸、弯曲、冲击、压力测试以及无损探伤,利用光学、扫描电子显微镜以及化学分析方法对接头组织和主要合金元素的扩散进行了分析.结果表明,焊缝分为碳钢层、碳钢与过渡层间的扩散层、过渡层和不锈钢层四个区域.扩散层焊缝组织为马氏体+残余奥氏体,过渡层为奥氏体组织,而不锈钢层则为胞状树枝晶.在试验参数下,接头各项力学性能优良,接头无缺陷.焊缝根部Ni,Cr合金元素与焊接材料相比无明显变化,采用过渡焊丝起到了保持根部焊缝合金元素含量的作用.

天津钢管制造有限公司成功轧制20/316L双金属复合管

2022年1月19日,天津钢管制造有限公司Ф168 mm PQF连轧管机组成功轧制了Ф168 mm×(10+4)mm和Ф159 mm×(7+3)mm规格20/316L双金属复合管。此次轧制采用固液复合生产工艺制备的双金属复合管坯,轧制钢管内层316L不锈钢与外层20钢结合紧密,冶金复合效果好。

X70/316L双金属复合管全自动焊接工艺应用研究

由于X70/316L双金属复合海管基层和复层为机械结合,所以焊接存在困难。从双金属复合海管基管材料、内衬材料、管端堆焊技术及坡口设计等方面介绍X70/316L双金属复合海管全自动焊接技术,严控焊接过程质量,确保海上施工顺利进行。

保温时间对20G/316L异种金属TLP焊接接头组织及性能的影响

以非晶态Ni箔为中间层材料,采用高频感应加热系统,对20G/316L进行了瞬间液相扩散(TLP)连接试验,研究了保温时间对接头界面组织、元素扩散迁移情况以及力学性能的影响。结果表明,在焊接温度为1 120 ℃,保温时间为30~60 min时,20G碳钢与316L不锈钢之间能实现较好的连接;在焊接过程中,不锈钢侧基体中有碳化物析出,且随着保温时间的延长,类奥氏体组织逐渐形成;在较短的保温时间里,中间层Ni元素优先向不锈钢侧扩散,形成一定宽度的扩散层;随着保温时间的增加,碳钢侧界面出现弯曲,界面元素互扩散通量增大;当保温时间增加至50 min时,界面元素扩散充分,细小的奥氏体组织重新生成,接头抗剪强度达到峰值(351 MPa)。

20G+316L复合钢管焊接工艺研究

文中研究了20G+316L复合管的脉冲A-TIG多层焊工艺,对不同特征区域微观组织进行了分析,通过拉伸、冲击、打压性能试验评估了接头力学性能。结果表明,焊缝分为碳钢层、碳钢与过渡层间的扩散层、过渡层和不锈钢层4个区域,扩散层组织为马氏体+残余奥氏体,过渡层为奥氏体组织,不锈钢层则为胞状树枝晶;在试验参数下,接头各项力学性能优良,接头无缺陷;焊缝根部Ni,Cr合金元素与焊接材料相比无明显变化,采用过渡焊丝起到了保持根部焊缝合金元素含量的作用。

L245/316L双金属复合管焊接技术

针对井口天然气氯离子含量高对输送管道腐蚀较严重的情况,为保证管道在安全运行的前提下节约成本,设计采用了L245/316L双金属复合管道。介绍了L245/316L双金属复合管的特点、焊接坡口型式、坡口加工和组对方法,对焊接工艺方法、焊接材料的选用、焊接顺序和焊接中的注意事项进行了阐述,并给出了焊接工艺参数,详细归纳了封焊、根焊和过渡层焊接的方法及缺陷处理措施。按照该方法施焊后,焊接合格率达到95%。

某气田316L双金属复合管焊缝腐蚀穿孔原因分析

本文采用金相、扫描电镜等方法分析了新疆某气田地面集气系统316L双金属复合管的焊缝的腐蚀原因。结果表明:该双金属复合管焊缝处腐蚀穿孔是沉积在管线底部腐蚀性较强的地层水使其产生的点蚀破坏,并且复合管碳钢外管与不锈钢内衬管、不锈钢焊缝之间发生电偶腐蚀,加速复合管碳钢外管的腐蚀破坏,使焊缝处腐蚀孔洞进一步地发展。

船用20钢与316L不锈钢的异种钢管焊接工艺

针对船用20钢管与316L不锈钢管的异种钢焊接中存在的材料差异、接头组织软化、焊接质量不稳定等问题,对比两种材料的化学成分、物理性能和焊接性,提出更为可靠焊接工艺和方法。

20G+316L复合管焊接工艺研究

针对常用高压锅炉钢管20G复合冷轧不锈钢带316L上向焊,水平固定,并采用钨极氩弧焊打底,焊条电弧焊填充、盖面,通过反复工艺性试验,确定了焊接材料、焊接工艺参数,对焊接接头进行了弯曲试验、刻槽锤断试验、冲击试验、金相分析及不锈钢腐蚀倾向检测。结果表明,焊接接头X射线探伤结果为Ⅱ级,焊接接头各项力学性能指标均合格,对不锈钢试样进行晶间腐蚀倾向检测,腐蚀16 h,压弯后试件未见裂纹,试件失重腐蚀气相、液相平均腐蚀速率分别为0.009 969 mm/年及0.006 538 mm/年,拟订的焊接工艺方案对于20G/316L复合管上向焊是可行的。

界面扩散对316L-20钢复合线机械性能的影响

研究了316L—20钢复合线的扩散层及机械性能结果表明,在不锈钢敏化温区长时间保温时,在界面进行的互扩散形成碳化铬富集的扩散层,使复合线机械性能降低.

不锈钢复合钢管20G+316L的焊接工艺研究

近年来石油、化工行业中越来越广泛应用到不锈钢复合钢管,为了培训油建公司能达到焊接施工要求的技术人员,笔者对双金属复合管焊接工艺进行了深入的研究和试验。如大庆油田采气改造工程中所用的管线,既要求有强度保证,又要求具有耐腐蚀和使用寿命长的性能,因此采用碳钢(20G)与不锈钢(316L)复合钢管,碳钢一面可保证结构强度要求,

316L+20G复合钢与Cr5Mo耐热钢的焊接工艺

不锈钢复合钢板的焊接要求较高,特别是保证焊缝的耐蚀性是关键。通过对316L+20G复合钢与Cr5Mo耐热钢的焊接性分析,焊接方法、焊接材料和接头形式的选择,制定出较合理的焊接工艺方案,成功解决了常减压装置减压转油线(316L+20G)与减压炉出口管线(Cr5Mo)的对接焊问题。

不锈复合板(20R+316L)的焊接工艺确定

本文主要介绍了20R +316L不锈复合钢板的焊接工艺技术。在分析研究的基础上 ,通过采取合理的焊接工艺 。

L415/316L复合管免充氩焊接接头组织与性能

对L415/316L复合管进行了充氩和免充氩焊接,采用光学显微镜、电子探针对焊缝组织及主要合金元素分布进行了分析,并采用硬度计测定了接头硬度分布。结果表明,是否采用氩气保护对L415/316L复合管焊接接头组织、化学成分及硬度没有影响。不锈钢层组织为奥氏体和少量铁素体,过渡层为板条状马氏体和类固溶体奥氏体。过渡层焊缝硬度明显高于碳钢层和不锈钢层。背部采用保护剂焊接可以代替传统的充氩焊接,以提高焊接效率。

L415/316L复合管免充氩焊接接头耐蚀性能

对L415/316L复合管进行了充氩和免充氩焊接,采用电化学测试、挂片实验和电子探针对接头内壁耐蚀性和化学成分进行了分析。结果表明,管径、是否采用氩气保护焊接影响焊缝内壁的耐蚀性,小管径及充氩焊接接头的耐蚀性具有优于大管径及免充氩焊接接头的耐蚀性的趋势。腐蚀速率表明,管径、是否采用氩气保护对焊接接头的耐蚀性影响较小。与复合管的内衬层相比,不锈钢层的主要元素变化不大,保证了焊缝良好的耐蚀性。从耐蚀性角度,免充氩焊接工艺满足L415/316L复合管工程应用要求,可以代替充氩焊接。

L245NCS/316L复合输气管道的焊接技术

双金属复合管因其结构的特殊性及对力学性能和耐腐蚀性能的双重要求,使得其现场焊接施工遭遇诸多困难。为了保证高酸性气田开发集输过程中所用L245NCS/316L双金属复合管的焊接质量,针对其对接焊,采用了钨极氩弧焊打底、手工电弧焊填充盖面的方式,通过反复试验,优选了TGFA-309L(直径为2.2 mm)、ATS-F316L(直径为2.0 mm)、TGS-309MoL(直径为2.4mm)和CHE427(直径为3.2 mm)为焊接材料,确定了焊接工艺参数,对焊接接头进行了X射线探伤、力学性能试验、微观组织分析及晶间腐蚀倾向测试、失重腐蚀性能测试和抗Cl^-应力腐蚀性能测试,对抗Cl^-应力腐蚀试样腐蚀产物进行了XRD和SEM分析。结果表明:①焊接接头X射线探伤检测结果为Ⅱ级;②焊接接头各项力学性能指标均合格;③焊缝区微观组织主体为针状铁素体+粒状奥氏体+珠光体;④抗晶间腐蚀倾向测试与抗Cl^-应力腐蚀性能测试均未见裂纹,失重腐蚀测试气相和液相平均腐蚀速率分别为0.022 3 mm/a和0.068 1 mm/a;⑤Cl^-应力腐蚀试样XRD、SEM分析结果显示腐蚀产物膜的主要成分为FeS,是四方晶系晶体,呈堆砌状态,易穿透基体金属表面腐蚀产物膜,对基体金属会产生进一步的腐蚀。焊接接头各项性能指标表明,所拟定的焊接工艺方案对L245NCS/316L双金属复合管对接焊是可行的。

周期轧制离心铸造双金属管的试制研究

采用离心铸造+周期轧制的工艺,成功生产了双金属复合管(外层为14MnV,内层为TP316L)。该工艺解决了双金属复合管的尺寸问题,减小了壁厚,节约了金属,降低了成本,同时均匀了组织,提高了双金属复合管的性能。