S32205不锈钢弯管在气固两相流下的冲蚀模拟研究

页岩气开发时,其高压气流携带颗粒对传输管线弯头的冲蚀给页岩气的安全集输带来严重威胁。为了页岩气管道安全,使用CFD-DPM模型,选取砂配比、流速及压力等因素进行正交实验,研究了S32205双相不锈钢材质的90°弯管在气固两相流环境中的冲蚀情况,分析了弯头部分的流场变化。结果表明:S32205不锈钢的最大冲蚀率为5.30×10^(-3) mm/a,最小冲蚀率为3.87×10^(-4) mm/a;在多项参数中,流速对弯管的冲蚀影响较大,砂配比次之,压力对弯管的冲蚀影响最小;流场分析结果可知,气流在弯头外侧压力较高、流速较低,在弯头内侧流速较高、压力较低。

σ相对S32205双相不锈钢力学性能和耐蚀性的影响

通过JMatPro软件模拟计算和试验结合的方式研究了S32205双相不锈钢中σ相的析出行为及对其力学性能和耐蚀性的影响。结果表明:通过JMatPro软件模拟计算得到的S32205双相不锈钢σ相析出鼻尖温度为875℃。当S32205双相不锈钢在875℃保温0~90 min,σ相含量快速增加,当保温时间增加至90~120 min时,σ相含量缓慢上升,而当保温时间为120~240 min时σ相含量达到饱和,最大为6.1%,与模拟计算结果基本符合。随着保温时间逐渐增加,S32205双相不锈钢的屈服强度、抗拉强度及显微硬度先快速增加后逐渐保持稳定,而伸长率呈下降趋势,强度和硬度与σ相体积含量成正比关系,σ相强化机理由Orowan强化机制转变为σ相的高弹性应变能强化机制。不同σ含量的S32205双相不锈钢的电化学试验结果表明随着σ相的含量逐渐增多,基体越容易贫Cr, S32205双相不锈钢越容易产生腐蚀,耐蚀性逐渐降低。

3.5%NaCl环境中S32205双相不锈钢与N09925镍基合金的钝化膜特征及耐蚀性

采用莫特肖特基(Mott-Schottky)分析方法、电化学阻抗谱(EIS)和X射线光电子能谱(XPS)等,对比研究了S32205双相不锈钢和N09925镍基合金在3.5%NaCl溶液中的钝化膜特征和耐蚀性。结果表明:N09925镍基合金表面钝化膜的缺陷密度低于S32205双相不锈钢,两种材料表面的钝化膜中均存在Fe和Cr元素富集,主要成分为Cr和Fe的氧化物和氢氧化物;S32205双相不锈钢表面钝化膜中含有少量金属Ni,N09925镍基合金表面钝化膜中Ni含量较高,还含有Ni的氧化物和氢氧化物;N09925镍基合金的阻抗值更高,其膜层电阻和电荷传递电阻均高于S32205双相不锈钢,N09925镍基合金表面钝化膜的保护性高于S32205双相不锈钢。

大口径厚壁S32205双相不锈钢管道焊接技术

S32205双相不锈钢综合了铁素体钢和奥氏体钢良好的塑性、韧性、耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀性能,具有较高的机械强度。但在大管径、厚壁管S32205双相不锈钢管道焊接施工时,发现铁素体含量普遍偏低,且厚壁管的壁厚越厚,铁素体含量越低。针对具体工程,分析了影响铁素体含量的要因,通过采取优化焊接工艺参数、控制焊接电流和焊接速度、强制冷却、优选焊条等措施,减少了奥氏体组织的形成,避免了有害中间相的析出,使得焊道铁素体质量分数由23%~26%提高到37%~42%,达到了改善焊道室温脆性、韧性和耐腐蚀性的目的。

S32205双相不锈钢GTAW焊接工艺研究

以?60 mm×3.91 mm的S32205钢管作为研究对象,采用手工钨极氩弧焊,选择镍含量高的ER2594型实心焊丝作为填充金属,φ(Ar)98%+φ(N_(2))2%混合气体作为保护气体进行工艺研究。按照沙特阿美标准要求,对所得焊接接头进行了拉伸、弯曲、-20℃低温冲击试验、硬度和铁素体含量测试。结果表明,采用含镍、氮高的焊接材料,合理选择焊接方法、接头形式,通过控制焊接工艺参数,可有效保证S32205焊接接头的两相比例合格及低温韧性。

不同保护气体组分对S32205双相不锈钢焊接接头性能的影响

为降低S32205双相不锈钢生产成本,主要研究了采用不同保护气体组分的氩弧焊对焊缝熔池保护效果、焊接接头微观组织和力学性能的影响。经过不同组分保护气体焊接试验验证,正面采用Ar98%+N22%混合气、背面采用N2气保护可获得合格的焊接接头,且焊缝耐腐蚀性能最优,实现了降本增效的目标。

焊接工艺对S32205双相不锈钢组织和性能的影响

以S32205双相不锈钢钢板为研究对象,ER2209型焊材为填充材料,对比X形和K形坡口试样在不同焊接工艺下的机械性能和微观组织。结果表明:两种试样焊缝区均未见气孔、未熔合、夹渣和裂纹等缺陷,K形坡口试样采用埋弧焊和X形坡口试样采用手工电弧焊的组织最优,X形坡口试样采用气保焊的组织最差,热影响区均无晶间腐蚀裂纹。对于X形坡口试样,埋弧焊后不同区域的硬度略低于气保焊和手工电弧焊;除X形坡口试样的G区以外,母材区硬度基本保持不变;X形坡口试样不同区域的硬度波动较大,K形坡口试样不同区域的硬度较均匀。在室温条件下,试样冲击韧性大小依次为埋弧焊、手工电弧焊和气保焊;K形坡口试样采用手工电弧焊后伸长率和延伸率较好,抗拉强度和屈服强度均符合要求。

固溶处理对桥梁用S32205钢显微组织和耐腐蚀性能的影响

对S32205双相不锈钢进行（950～1150）℃×2 h的不同固溶处理,通过显微组织观察、XRD、酸性条件电化学腐蚀、中性盐雾腐蚀等手段和方法,研究了不同温度固溶处理对S32205钢显微组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,经（950～1150）℃×2 h固溶处理的S32205双相不锈钢,随着温度的升高组织中铁素体逐渐增多,奥氏体逐渐减少。1050℃×2 h固溶处理后,S32205双相不锈钢组织晶粒最为细小。经（1000、1050、1100）℃×2 h固溶处理的S32205双相不锈钢中,1050℃×2 h固溶处理的S32205钢试样酸性腐蚀倾向性最小,酸性环境下抗腐蚀性能也明显好于40Cr钢。

双相不锈钢特殊焊接工艺及无损检测要求

本文介绍了双相不锈钢的化学成分、焊接工艺、UNS S32205双相不锈钢在沙特吉赞电建项目应用中的特殊焊接工艺及无损检测要求。

固溶处理对多股绞丝焊接S32205双相不锈钢焊接接头组织及性能的影响

针对多股绞丝焊接的S32205双相不锈钢焊接接头,进行1080℃固溶处理。采用电子背散射衍射、扫描电镜、电子万能试验机以及电化学试验等手段,对比分析了固溶处理对焊接接头显微组织、力学性能以及耐点蚀性能的影响。结果表明,经过1080℃固溶处理,焊接接头主要合金元素得到充分扩散,组织更均匀,焊缝奥氏体体积分数增加11.2%,两相比例更均衡;焊接接头的平均抗拉强度提高了32.7 MPa,塑性略有改善,同时焊接接头的耐点蚀性能也有明显的提高。

Q295B/S32205复合管焊接工艺及焊接接头力学性能

为了获得Q295B/S32205双相不锈钢复合管性能良好的焊接接头,对Q295B/S32205双相不锈钢复合板进行了多次焊接试验,确定了焊接工艺。焊接方式为单面焊双面成型,焊接方法及顺序为:PAW+SAW焊接碳钢基层; TIG焊接过渡层; TIG焊接不锈钢覆层。并对焊接接头的各项性能进行了检测。检测结果表明:焊缝的抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击功(母材、焊缝、热影响区)、覆层耐腐蚀性等各项性能良好,满足相关标准要求。说明确定的焊接工艺合理,可用于实际生产。

离子渗氮工艺对S32205双相不锈钢综合性能的影响

在不同温度下对S32205双相不锈钢进行离子渗氮,利用光学显微镜、显微硬度计、电化学测试仪、XRD等对渗氮层组织性能进行分析。结果表明,400℃离子渗氮4 h工艺条件下,渗氮层由γN相构成,自腐蚀电位由基材的-0.294 V升高至-0.271 V,表面硬度可达到966 HV0.01,为基材表面硬度的2.5倍,渗氮层深为8μm,该温度下离子渗氮可同时提高S32205双相不锈钢耐蚀性和表面硬度。随着渗氮温度升高,在450℃和500℃渗氮时虽然渗氮层深和硬度明显提高,然而由于Cr N的析出,耐蚀性均低于基材。

沐若水电站金属结构布置与设计

沐若水电站位于原始森林中,环境水质偏于酸性,腐蚀性较强。这种环境特点在国内水电站中尚不多见。为了保证电站的长期安全运行和进水口事故检修门在发生事故时能快速关闭,电站进口事故检修门主轨和定轮分别采用了国内工程中很少使用的美标UNS系列奥氏体-铁素体双相不锈钢S32750和S32205,闸门快速关闭控制回路采用了冗余设计。不锈钢S32750和S32205的应用提高了金属设施的耐腐蚀性能。冗余设计保证了元件故障不影响检修门的快速关闭。