2205/X65冶金复合管材焊接工艺及焊缝组织性能研究

为了开发抗H_2S、 CO_2强腐蚀性介质输送用复合管材,采用TIG+MAG焊接工艺对Φ610 mm×(2+14) mm 2205/X65冶金复合管(复层不锈钢厚2 mm,基层管线钢厚14 mm)进行了以ER309作为过渡填充金属的熔焊连接试验。利用OM、 SEM分析了焊缝区组织特征和相比例,并测试了力学性能和腐蚀性能。结果显示,该工艺方案有效抑制了合金元素稀释,使得焊缝金属合金成分保持在合理水平,呈铁素体(α)+奥氏体(γ)双相组织特征,复层焊缝铁素体含量平均值为45.62%,过渡层焊缝铁素体含量平均值为39.98%,均满足35%～65%要求。试制复合管焊缝抗拉强度达690～715 MPa,正反弯曲(弯轴直径70 mm)180°拉伸面无裂纹,-10℃下低温冲击功值达98～118 J。复层焊缝在腐蚀环境(H_2S分压0.8 MPa, CO_2分压1.5 MPa, Cl-浓度≤15%)中腐蚀速率均值仅为0.000 875 mm/a,远小于项目指标要求的0.15 mm/a; HIC试验裂纹敏感率CSR、裂纹长度率CLR和裂纹厚度率CTR均为0,且对SSCC不敏感;晶间腐蚀试验显示复层焊缝具有优良的抗晶间腐蚀性能。研究结果表明,采用本研究工艺技术试制的大直径2205/X65冶金复合管各项性能优于相关标准要求,可作为含有H_2S、 CO_2等腐蚀介质输送管道选材。