【摘要】：高壓厚壁X70管線鋼具有較高的強(qiáng)度、韌性以及良好的焊接性和抗深水壓潰能力,是目前國內(nèi)最高級別的海底管線鋼,已成功應(yīng)用于我國南海深水油田的開發(fā)。在深海環(huán)境下,海底管道面臨著低溫、高壓、強(qiáng)腐蝕等惡劣的服役條件。其中,焊接區(qū)域的腐蝕是管道失效最重要的形式之一,容易導(dǎo)致管道泄漏、爆裂等失效,從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。目前有關(guān)高壓厚壁X70管線鋼焊接區(qū)域耐蝕性的研究較少見諸報道,因此有必要對高壓厚壁X70管線鋼焊接熱影響區(qū)組織和耐蝕性進(jìn)行系統(tǒng)研究。本文首先對大線能量焊接下的高壓厚壁X70管線鋼焊接接頭不同區(qū)域的組織和耐蝕性進(jìn)行研究,對比分析焊接接頭耐蝕性的薄弱區(qū);然后針對耐蝕性薄弱區(qū)探究了大線能量下不同高溫停留時間和不同冷卻時間對粗晶熱影響區(qū)組織和耐蝕性的影響,并以耐蝕性的角度分析得到合適的焊接線能量。主要成果及結(jié)論如下:(1)研究了工業(yè)條件下大線能量埋弧焊X70管線鋼焊接接頭不同區(qū)域的顯微組織和在3.5wt.%NaCl溶液耐蝕性,確定焊縫中心組織以晶粒細(xì)小的針狀鐵素體為主,粗晶區(qū)以粗大的粒狀貝氏體和多邊形鐵素體為主,而細(xì)晶區(qū)均為細(xì)小的多邊形鐵素體。熱影響區(qū)腐蝕傾向高于焊縫和母材,是焊接接頭耐蝕性的薄弱環(huán)節(jié)。(2)研究了大線能量下X70管線鋼焊熱影響區(qū)組織和耐蝕性,發(fā)現(xiàn)過熱區(qū)組織以晶粒粗大的多邊形鐵素體和粒狀貝氏體為主、相變重結(jié)晶區(qū)主要為均勻細(xì)小的多邊形鐵素體、部分重結(jié)晶區(qū)形成了粗大的針狀鐵素體和多邊形鐵素體,時效脆化區(qū)組織由細(xì)小均勻的針狀和多邊形鐵素體組成。X70管線鋼不同焊接熱影響區(qū)耐蝕性順序為:相變重結(jié)晶區(qū)時效脆化區(qū)過熱區(qū)不完全重結(jié)晶區(qū)。(3)研究了不同高溫停留時間t_m下X70管線鋼粗晶熱影響區(qū)組織和耐蝕性,發(fā)現(xiàn)組織均為粒狀貝氏體和準(zhǔn)多邊形鐵素體,原奧氏體晶粒尺寸隨高溫停留時間的增加而增大。在3.5wt.%NaCl溶液中,高溫停留時間越長,粗晶熱影響區(qū)耐蝕性越差。(4)研究了不同冷卻時間t_(8/5)下X70管線鋼粗晶熱影響區(qū)組織和耐蝕性,發(fā)現(xiàn)隨冷卻時間t_(8/5)增加,粗晶熱影響區(qū)組織板條狀貝氏體逐漸向粒狀貝氏體轉(zhuǎn)變,并開始形成鐵素體,M/A組元逐漸粗化。組織不均勻和晶粒長大導(dǎo)致粗晶熱影響區(qū)的耐蝕性變差。因此,合適的焊接線能量范圍為82.90-89.83 kJ/cm,此范圍內(nèi)CGHAZ的耐蝕性較好。
【圖文】：

第一章 緒論紀(jì) 90 年代，�？松梨谑凸鹃_始研究和應(yīng)用 X120 管線鋼，充分利用微合金如 Cu、Ni、Mo、Nb、V、Ti 等的析出強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化以及細(xì)晶強(qiáng)化作用，，將碳當(dāng)量提高到一定水平后采用優(yōu)化控制軋制+超快冷技術(shù)（淬火）技術(shù)，獲得貝氏體+馬氏體（M/A 島）組織，達(dá)到 X120 管線鋼的性能要求[11-15]。

圖 1-2 焊縫熱影響區(qū)分布示意圖Fig. 1-2 Heat affected zone of pipeline steel響區(qū)的四個區(qū)域形成過程為：）過熱區(qū)：也叫粗晶區(qū)（CGHAZ，CoarseGrainedHeat AffectedZone）100℃到固相線之間的溫度范圍，在此溫度范圍內(nèi)的奧氏體處于過熱狀長大，并在之后的冷卻過程中容易形成粗大的不平衡組織而大大降低管線鋼焊接接頭力學(xué)性能最薄弱的環(huán)節(jié)；）相變重結(jié)晶區(qū)：又稱細(xì)晶區(qū)（FGHAZ，F(xiàn)ineGrainedHeat AffectedZ中峰值溫度在 Ac3~1100℃范圍內(nèi)，此時晶粒發(fā)生了相變再結(jié)晶過程且卻下來，使得晶粒細(xì)化。因此該區(qū)域的韌性比母材更好，在焊接熱影綜合力學(xué)性能最好；）部分重結(jié)晶區(qū)：又稱臨界區(qū)（ICHAZ，IntercriticalHeat AffectedZon
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG142.1;TE973.92

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐學(xué)武;;潿洲11-1至12-1PAP海管內(nèi)檢測與腐蝕分析[J];腐蝕與防護(hù);2015年07期

2 諶鐵強(qiáng);宋欣;張國棟;白學(xué)軍;李群;;低碳貝氏體型厚規(guī)格X70管線鋼低溫韌性研究[J];焊管;2014年12期

3 黃衛(wèi)鋒;張備;鄭磊;謝仕強(qiáng);;厚壁UOE海底管線管的開發(fā)實踐[J];焊管;2014年08期

4 劉智勇;賈靜煥;杜翠薇;李曉剛;王麗穎;;X80和X52鋼在模擬海水環(huán)境中的腐蝕行為與規(guī)律[J];中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報;2014年04期

5 劉智勇;萬紅霞;李禪;杜翠薇;李曉剛;劉翔;;X65鋼焊接接頭在模擬淺表海水和深海環(huán)境中的腐蝕行為對比[J];中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報;2014年04期

6 邢云穎;劉智勇;杜翠薇;李曉剛;劉然克;朱敏;;H_2S濃度和pH值對X65海管鋼焊接接頭腐蝕行為的影響[J];中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報;2014年03期

7 任景輝;付彥宏;陳小偉;李志華;;X65鋼級φ762mm×28.6/30.2mm海底直縫埋弧焊管[J];石油科技論壇;2013年06期

8 魏偉榮;楊專釗;劉元永;王高峰;;高鋼級厚壁海管拉伸性能試驗研究[J];焊管;2013年10期

9 郭林;霍向東;李烈軍;黎劍鋒;董鋒;田振卓;;冷卻速度對X80管線鋼焊接熱影響區(qū)組織性能的影響[J];鋼鐵釩鈦;2013年06期

10 吳明;謝飛;陳旭;王丹;刁照金;張文建;葛嵐;;X80管線鋼及其焊縫在庫爾勒土壤環(huán)境中腐蝕行為[J];四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版);2013年05期

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1 李寧;曾恒一;李清平;;海洋石油工業(yè)的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[A];2005年中國船舶工業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2005年

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1 王翼鵬;復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境用管線鋼強(qiáng)韌性及耐蝕性研究[D];鄭州大學(xué);2015年

2 張順;X80石油管道多絲直縫埋弧焊的模擬研究與實驗驗證[D];華南理工大學(xué);2012年

本文編號：2706754