低Mn高Nb抗酸性X65MS直缝埋弧焊管研制.pdf

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1、低Mn高Nb抗酸性X65MS直缝埋弧焊管研制术黄晓辉，牛辉，张冬冬，户志国，李颖，张超，(1．国家石油天然气管材工程技术研究中心，陕西宝鸡721008；2．宝鸡石油钢管有限责任公司，陕西宝鸡721008；3．中国石油西北销售宝鸡分公司陕西宝鸡721300；4．中油宝世顺(秦皇岛)钢管有限公司，河北秦皇岛066206)摘要：采用低Mn和Nb-Cr合金化设计理念和超洁净化冶炼技术制造的X65MS抗酸性钢板具有优异的抗HIC腐蚀能力，选用自主研发的Mn—Ni-Mo—Ti—B抗酸焊丝，结合SJ101G焊剂，得到了以细小IAF为主的焊缝组织，有效降低了焊接接头硬度

2、，提高了焊接接头韧性，开发出了低锰高铌X65MS抗酸性直缝埋弧焊管，并对焊管管体和焊缝组织性能进行了研究。研究结果表明，管体和焊缝的维氏硬度均小于250HV10，焊管具有优异低温韧性，一80℃下母材冲击功370J，一80℃焊接接头冲击功116J；按照NACE-0284标准进行HIC试验，采用A溶液，管母和焊接接头表面均未发现氢鼓泡，试样剖面也无裂纹，裂纹敏感率(CSR)、裂纹长度率(CLR)、裂纹厚度率(CTR)均为零；按照NACE-0177标准进行SSCC试验，采用A溶液，在90％SMYS应力载荷下，管母和焊接接头均未出现断裂，管材表现出良好的力学性能

3、和抗酸性。关键词：X65MS抗酸性直缝埋弧焊管硫化氢(HS)是石油和天然气中最具有腐蚀特别注意对Ⅱ型MnS夹杂物的控制，避免夹杂物性的有害介质之一，严重影响着油气输送管线的在轧制过程中变形成为线状或长条状，可避免管使用寿命，其中氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐线钢的各向异性，提高管线钢的抗HIC性能_4]。蚀开裂(SSCC)是酸性腐蚀的主要形式，制约着油X65MS低Mn高Nb抗酸性钢板采用极低的锰质气输送管道的安全服役J。量分数(0．5％)，以消除Mn偏析，采用高Nb和目前，抗酸管市场主要集中在中东、东南亚和cr合金化提高强度，采用高温轧制和碳硫化钛夹非

4、洲等地，随着深井和海底油气资源勘探增加，海杂物的形状控制等合金设计，可以有效改善钢板底管道用抗酸管的需求将进一步增加，如南美洲、中心线偏析和降低MnS链状夹杂物形成，而且采巴西等地。中国抗酸管需求主要面向西南、西北用Nb—Cr的简单合金设计可以降低抗酸板材合金等地油气田集输管线，由于市场需求、以及潜在的成本。服役风险，国内生产技术与国外知名抗酸管生产X65MS低Mn高Nb抗酸性钢板成分设计后企业存在一定差距。开发的X65MS低Mn高进行轧制，化学成分检测结果见表1。对开发出Nb抗酸直缝管采用抗酸性能优异的低Mn高Nb的X65MS抗酸性钢板进行多视域夹杂物

5、观察，未热轧钢板，由于与以往抗酸钢板Mn含量化学成见尖角的夹杂物，非金属夹杂仅存在DS类细分大不相同，所以从X65MS低Mn高Nb抗酸管0．5，带状组织为0，X65MS板材边部和壁厚中心研发制造过程中的特殊性出发，对成型、焊接、腐组织均匀一致，金相组织见图1，组织以PF+少量蚀等方面进行了大量研究，并成功试制出了P为主，晶粒度10，开发出的X65MS抗酸陛板材。X65MS低Mn高Nb抗HS腐蚀直缝埋弧焊管。基本实现了超低偏析、超低夹杂及细晶化。1X65MS低Mn高Nb耐酸钢板开发收稿日期：2014—12—31；修改稿收到日期：2015—01—2O。抗酸性

6、钢管要求钢材的纯净度较高，保证低作者简介：黄晓辉(1980一)，硕士，工程师，2003年毕业于中含量的s和P等杂质元素，并要严格控制管线钢国地质大学材料专业，主要从事油气管材开发及焊接技术研的带状组织和夹杂物大小形状，这是因为带状组究工作。E—mail：ztbqhxh@163．corn织偏析处易于聚H，尖锐的夹杂物区域应力高易基金项目：国家科技支撑计划(2011BAE25B03)：高强度耐引起氢致开裂【3J，所以控制夹杂物数量和尺度，腐蚀石油天然气集输和输送用管线钢生产技术6J；焊管具有优异低温韧性，且焊接接头硬度和强[4]王斌，李春福，范舟，等．合金元

7、素和控制轧制对低合金高强度钢抗硫化氢腐蚀的影响[J]．腐蚀与防护，2005，26韧性达到良好的平衡；(9)：402406．(3)HIC试验结果显示，管母、焊接接头表面[5]毕宗岳，金时麟，牛辉，等．X80钢专用高强度高韧性焊丝研均未发现氢鼓泡，试样剖面也无裂纹，表明开发的制[J]．焊管，2009，32(2)：23-26．X65MS低Mn高Nb抗酸性直缝埋弧焊管具有较[6]毕宗岳，黄晓辉，牛辉，等．X65MS耐酸性埋弧焊管的研制好的抗HIC性能；[J]．焊管，2013，36(12)，1O一14．(4)SSCC试验结果显示，管母、焊接接头试[7]张念涛，徐连

8、勇，韩永典，等．X65／2205耐蚀合金内衬管焊接工艺开发及焊接接头耐蚀性研究[