抗氫致裂紋X65管線鋼的研制.pdf

1、管線運輸是長距離輸送石油、天然氣最經濟、合理的運輸方式，油氣管網的建設能夠大大減輕鐵路運輸的壓力，并且有利于保障油氣市場的安全供給。管線的鋪設經常要通過許多潮濕酸性的環(huán)境，而部分石油、天然氣中也含有大量的H2S、SO2等酸性氣體，所以管線鋼的耐酸性也越來越受到廣泛的重視。經過不斷的發(fā)展，管線鋼的強度已經提高到X120級別，但是耐酸性管線鋼的研制還多停留在較低級別。氫致開裂(HIC)是管線鋼在酸性環(huán)境中發(fā)生破壞的一種重要形式，研究抗HIC

2、性能優(yōu)異的管線鋼是目前鋼鐵與能源工業(yè)工作者研究的重點課題之一。
　　本文通過非水溶液電解法萃取X65管線鋼中的夾雜物，利用光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡以及X射線能量色散譜對不同脫氧方式生產的X65管線鋼的微觀組織結構和夾雜物進行了觀察和分析。HIC試驗結果表明，中心偏析是試驗鋼X65發(fā)生HIC的主要原因。利用Ti-Zr復合脫氧管線鋼中夾雜物的種類和尺寸得到了有效控制，MnS得到了分散和球化;而利用傳統Al脫氧管線鋼中的夾雜物尺寸較大

3、，同時存在串狀MnS。與傳統Al脫氧方式相比，Ti-Zr復合脫氧的X65管線鋼抗HIC效果更好。
　　本文設計了一種Ti微合金化低碳低合金熱軋X65級別耐酸性管線鋼，利用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線能量色散譜和透射電鏡觀察和分析了它們的顯微組織、夾雜物和析出物變化情況，并測試了它們的室溫拉伸性能和0℃、-40℃時的CVN沖擊功。結果表明，Ti含量從0.05％～0.11％，管線鋼中顯微組織為鐵素體+珠光體，晶粒逐漸細化，退化珠

4、光體含量增多，熱軋板厚的降低使得顯微組織向針狀鐵素體轉變。Ti微合金化X65管線鋼中夾雜物主要為Al2O3和TiN，析出物數量較多，主要為Nb、Ti的碳氮化物，析出物數量隨Ti含量增加、熱軋板厚增加而增多。Ti含量為0.11％時，管線鋼的強韌性最好，其室溫拉伸性能和0℃的CVN沖擊功滿足《API Spec5L-2007》的要求。
　　通過《NACE TM0284-2003》標準測試了Ti微合金化X65管線鋼的HIC性能。試驗用鋼的