条形缺陷对L360管线钢环焊缝硫化物应力腐蚀开裂敏感性的影响

通过抗硫化物应力腐蚀试验、慢应变速率拉伸试验、氢含量测试等方法研究条形缺陷对H_(2)S环境下L360管线钢环焊缝硫化物应力腐蚀开裂敏感性的影响。结果表明,环焊缝在72%、85%和110%SMYS(最小屈服强度)应力水平下,热影响区出现裂纹且裂纹长度随加载应力增大而增大;条形缺陷环焊缝试样在屈服点后快速发生断裂,其断裂应变(0.024)仅为非缺陷环焊缝试样的21.05%;条形缺陷存在促进氢离子在裂纹尖端聚集从而加剧发生开裂倾向,消氢处理技术可以有效降低氢含量,降低环焊缝抗硫化物应力腐蚀开裂敏感性降低。

氢气输送用L360MH钢级HFW管材开发与抗氢脆性能研究

采用低碳低锰微合金化设计、高洁净炼钢和控轧控冷技术制备热轧卷板,通过高频焊(HFW)工艺和热处理技术制造出了抗氢脆性能优异的L360MH钢级HFW氢气输送管材。试验检测表明,在6.3 MPa氢气环境下,HFW管体和焊缝缺口试样均具有优异的抗氢脆性能,慢拉伸强度损失率分别为0.4%和4.2%,断面收缩率损失率分别为3.2%和1.2%,断裂韧性K_(IH)分别为236 MPa·m^(1/2)和210 MPa·m^(1/2),断口呈现韧性断裂;裂纹扩展速率差别不大,但相比氮气环境均快了10倍左右。将L360MH钢级Φ406.4 mm×10.8 mm HFW焊管充氢6.3 MPa,100天后检测其力学性能,其强度、韧性、塑性等各项指标优异,满足GB/T 9711—2023和ASME B31.12—2023要求。

L360钢在模拟地层水中的流动腐蚀行为研究

为研究含水集输管道真实管流状态下L360钢管壁处的腐蚀行为,利用自制循环流动腐蚀试验装置,通过电化学阻抗和动电位扫描方法考察了L360钢的腐蚀电化学特征,采用扫描电镜和三维光学显微镜对腐蚀微观形貌进行了分析。结果表明:试片的平均腐蚀速率随流速的提高而增大,局部腐蚀速率呈现先减小后增大的趋势;适当提高流速能减缓局部腐蚀速率;环路运行4 h后试样表面开始形成较完整的腐蚀产物膜;当流速达到0.5 m/s时,管壁处腐蚀产物膜开始脱落;对于干净光滑的试样,在腐蚀初期属于极严重腐蚀。

L360钢化学镀Ni-Cu-P在H_(2)S环境中的腐蚀性能研究

在L360钢基体上化学镀Ni-Cu-P镀层,施镀5 h后获得76μm的镀层,将试样放在H2S环境下分别浸泡4、24、72、120、240、720和1440 h后,采用显微硬度仪和光学接触角测试仪分别检测镀层的维氏硬度和接触角,采用精密天平对试样进行称重并计算腐蚀速率,采用扫描电子显微镜和光学显微镜分析了其表面和截面形貌。结果表明,L360钢化学镀Ni-Cu-P镀层后,维氏硬度由190.25 HV提高到549.78 HV,接触角由95.7°提高到113.47°,疏水性能提高,浸泡1440 h后,腐蚀速率从0.06 mg·cm^(-2)·h^(-1)降低到0.01 mg·cm^(-2)·h^(-1),耐蚀性提高。

温度对L360QS管线钢在H_(2)S/CO_(2)环境中腐蚀行为的影响

采用腐蚀失重实验和电化学实验探究40~60℃条件下L360QS钢试样的腐蚀规律。实验结果表明:在CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)共存体系中,随着温度的升高,腐蚀速率逐渐增大,腐蚀程度加剧,并出现点蚀。当温度低于50℃时,腐蚀并不严重,当温度高于50℃时,腐蚀产物膜致密性和完整度降低,易溶解破裂,出现“大阴极小阳极”现象,促进发生局部腐蚀。同时得到管线钢以CO_(2)腐蚀为主,H2S腐蚀为辅,均匀腐蚀主要受CO_(2)控制,点蚀由高浓度的Cl-造成。

流速对L360管线钢在H_2S/CO_2环境中腐蚀行为的影响

目的为选取合适的流速来输送油气,降低流速对管线钢腐蚀造成的危害。方法以L360管线钢为实验用钢,流速(0、3、5 m/s)为变量,利用高压釜研究L360钢在含Cl-的H_2S/CO_2酸性环境中的腐蚀行为,采用极化曲线及交流阻抗研究L360钢的腐蚀电化学行为,利用SEM、EDS分析腐蚀后试样的微观形貌、结构特征以及腐蚀产物成分。结果失重法测定L360钢的腐蚀速率时,在实验条件完全相同的情况下,流速为5 m/s时的腐蚀速率(0.4824 mm/a)大于0 m/s时的腐蚀速率(0.3696 mm/a)。电化学测试中,3种状态对应的实验条件完全相同,可以发现流速为3 m/s时钢被腐蚀的难易程度位于0 m/s和5 m/s之间。随着流速的增加,试样表面腐蚀产物膜的破裂程度加剧。腐蚀产物以Fe的硫化物为主,流速为0 m/s时,有少量Fe CO3和Fe C3生成,流速为3 m/s时形成了四方硫铁和硫复铁矿晶体。随着流速从0 m/s增加到5 m/s,试样的腐蚀电位负移,腐蚀电流密度增大,在5 m/s时的腐蚀电位最负,此时自腐蚀电流密度最大,容抗弧半径最小,最易被腐蚀。结论结合腐蚀失重实验和电化学实验,发现流速在0~5 m/s范围内,流速越小,对L360管线钢造成的腐蚀作用越小,在不影响油气正常输送的情况下,尽可能选取小的流速,以保证管线钢的安全使用,提高管线钢的使用寿命。

H_2S/CO_2环境中元素硫对L360钢腐蚀行为的影响

利用静态失重法和电化学动电位扫描技术,辅以X射线衍射(XRD)技术,研究了在含H2S/CO2的模拟油田水溶液中元素硫含量和温度对L360管线钢的腐蚀行为的影响。研究结果表明:元素硫的存在加速了L360管线钢的全面腐蚀,并导致严重的局部腐蚀;腐蚀速率随着含H2S/CO2的模拟油田水溶液中元素硫含量和温度的升高先增加后减小,在元素硫含量达到20 g/L及温度为70℃时腐蚀速率最大。L360管线钢在含硫的H2S/CO2模拟油田水溶液中的腐蚀产物与未添加元素硫时一致,均为马基诺矿型晶粒(FeS1-x,Mackinawite)。

L360钢在含H_2S/CO_2溶液中的腐蚀失效形式研究

在模拟NY气田含H2S/CO2地面集输工况环境中,采用高温高压釜进行了L360钢的腐蚀实验,结果表明,均匀腐蚀速率略高于NACE标准0.076mm/a,但应力腐蚀敏感性很低,应力诱导点蚀是L360钢腐蚀的主要破坏形式。应力使金属表面能增大,腐蚀产物膜变得疏松,促进了局部腐蚀的发展。

在线控冷对热轧L360管线管组织和性能的影响

针对热轧无缝钢管组织性能调控手段单一,依赖添加合金元素和离线热处理的问题,以轧板模拟轧管的方式,通过实现在线控制冷却将离线热处理工艺在线化,研究分析了热轧L360高温轧制后在线控冷条件下显微组织演变及力学性能变化规律.结果表明:高温轧制后空冷时实验钢中含有粗大的魏氏组织,而轧后控制冷却工艺下实验钢组织显著细化,有利于微合金碳氮化物析出.实验钢轧后控冷至650℃时,能够避开魏氏组织形成的区间,同时屈服强度为478 MPa,抗拉强度为641 MPa,伸长率达到25. 3%,屈强比0. 74,0℃冲击功高达164 J,实现了强度、韧性和塑性的平衡,各项力学性能指标均能满足API SPEC 5L—2012标准要求.

铁素体/珠光体带状组织对L360N管线用无缝钢管冲击性能的影响

分析了L360N管线用无缝钢管在热轧态、920℃正火1h、1150℃均匀化退火3h、1150℃均匀化退火3h+920℃正火1h四种状态下的微观组织和力学性能,并对每种热处理状态下带状组织区域和非带状组织区域进行了对比。发现L360N管线钢中的带状组织可以通过长时间高温均匀化退火消除;其带状组织对拉伸性能影响不明显,但对冲击性能影响较大。

L360N天然气管道弯管的开裂原因分析

通过断口解剖分析、金相组织分析、理化性能检测对某L360N失效弯管的开裂原因进行了分析。结果表明:该热煨弯管的组织为马氏体和少量贝氏体,与L360N正常的正火组织(铁素体+珠光体)不符。马氏体组织脆而硬的特性造成管体材料的硬度、屈服强度、抗拉强度均远高于标准要求,断后伸长率远低于标准要求,这是造成弯管失效开裂的主要原因。

L360管焊缝的耐蚀性能

模拟高酸性气田集输系统条件,通过电化学腐蚀失重、氢致开裂和硫化物应力开裂试验对L360管道焊缝进行了耐蚀性研究。结果表明,添加缓蚀剂前后焊缝的腐蚀速率分别为0.437 mm/a和0.102 mm/a,腐蚀产物包括FeCO_3,FeS,FeO(OH)和FeO,焊缝没有出现氢致开裂和硫化物应力开裂,但发现少许氢鼓泡。

钙离子对L360管线钢的腐蚀

通过在湿H2S/CO2环境中,模拟酸性天然气集输管道溶液中的Ca2+浓度变化,利用超景深三维显微分析技术以及电化学分析等手段,分析介质中Ca2+对管线钢腐蚀的影响。结果表明,在湿H2S/CO2环境中,L360腐蚀速率随着Ca2+浓度的提高而加快,试样点蚀深度逐渐变小,宽度逐渐变大,呈片状腐蚀趋势。

酒钢120t转炉-LF-CC工艺生产L360管线钢的实践

通过铁水脱硫-120t转炉冶炼-LF精炼（吹氩、喂线）-160（220）mm板坯连铸-2架炉卷轧机。轧制生产了1．6—12．7mm管线钢IJ360带材（％：0．08—0．12C、0．10—0．25Si、1．10—1．30Mn、≤0．015P、≤0．008S、0．03—0．05Nb）。采用高拉碳补吹法控制转炉终点[C]0．04％；LF精炼时用A1MnFe、MnFe和NbFe合金化。并喂Al线和SiCaBa线；连铸采用全程氩封注流保护浇铸等工艺措施。生产统计结果表明。L360管线钢[O]为（10-15）×10^-6，[N]（14—35）×10^-6。[H]（1．2—1．6）×10^-6。∑[N＋H＋O]≤51．6×10^-6；该钢的屈服强度为425-460MPa，抗拉强度505—525MPa。屈强比0．81—0．88，均达到标准要求。

L360Q管线钢在CO2体系模拟气田水中的腐蚀行为

为了探究管线钢L360Q在CO2体系气田采出水中的腐蚀行为,采用电化学法、失重法、扫描电镜及能谱分析技术,针对国内某气田腐蚀环境,研究了气田模拟采出水中温度、腐蚀时间、腐蚀介质流态对L360Q腐蚀的影响。结果表明:温度升高导致L360Q开路电位负移,阻抗值减小;而随着腐蚀时间的延长,开路电位正移,阻抗值增大。温度的升高加速了L360Q的腐蚀;随着腐蚀时间的延长,L360Q腐蚀速率下降,L360Q在模拟气田水中的腐蚀产物主要为FeCO_3。腐蚀介质的流动能够提高L360Q的腐蚀速率。

济钢中板L360管线钢的开发与应用

根据工艺装备情况,通过成分、工艺、组织与性能之间的关系研究,合理设计成分及工艺,成功地在济钢中板厂批量生产了不同规格的L360管线钢板。结果表明,所生产的各规格钢板工艺性能稳定,完全符合用户的要求。

L360N钢级管线用无缝钢管开发

文章介绍了L360N钢级管线钢的成分设计,重点研究了钢管的生产工艺,并在工业试制中得到应用,通过对试验结果的分析,产品的各项性能指标均超过API Spec 5L标准要求。

热煨弯管用钢板(L360-WG系列)工艺研究

在统计分析、正交多项式回归和模拟试验的基础上,建立了高精度的屈强比预报模型,并运用多元函数极值原理,求导极值点及相应的工艺参数,为优化工艺制度,提高热煨弯管用钢性能合格率提供了定量依据。

集输管线管L360QS的焊接性能试验研究

在选定焊接方法、焊接材料和工艺参数条件下,进行了L360QS管线管试样焊接和接头性能评价试验。结果表明,L360QS管线管具有良好的可焊性,焊接接头具有优异的抗腐蚀性能,选用的焊接材料和工艺参数可用于该种材料管道的现场焊接。

L360钢在SRB/CO_(2)环境中的腐蚀行为研究

为了探究L360钢在SRB/CO_(2)环境中的腐蚀行为,通过高温高压模拟腐蚀试验以及OM、SEM、EDS、XRD等分析技术,对L360钢的显微组织及其在SRB/CO_(2)环境中的腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物膜成分进行了分析。结果显示,在模拟腐蚀溶液中,L360钢属于极严重腐蚀。L360钢在含SRB的CO_(2)腐蚀环境中SRB发生膜下腐蚀,膜层在高流速环境中受剪切力破损,使膜层对基体的保护作用降低,模拟环境溶液中的Cl^(-)进入膜层裂缝在基体金属表面活性高的位置发生富集。试验表明,SRB腐蚀形成的点蚀坑为Cl^(-)提供了良好的富集点,导致点蚀快速成长,腐蚀加剧,且表面腐蚀产物为FeS和少量的FeCO_(3)。