x70管線鋼關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)及點(diǎn)蝕機(jī)理研究

1、最新【精品】范文 參考文獻(xiàn) 專業(yè)論文X70管線鋼關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)及點(diǎn)蝕機(jī)理研究X70管線鋼關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)及點(diǎn)蝕機(jī)理研究摘要：X70管線鋼是一種低合金、高強(qiáng)度鋼，它具有強(qiáng)度高，韌 性好的特點(diǎn)，是“西氣東輸”工程所采用的主要鋼種之一。本文首先 闡述了 X70管線鋼的技術(shù)要求及工藝路線，其次，分析了 X70管線鋼 關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)及控制。同時，就X70管線鋼的點(diǎn)蝕機(jī)理進(jìn)行了深入的 探討，具有一定的參考價值。關(guān)鍵詞：X70管線鋼；生產(chǎn)技術(shù)；點(diǎn)蝕機(jī)理基金項(xiàng)目：省部共建“石油天然氣裝備”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助 項(xiàng)目(2006STS02)中圖分類號：TU990文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1. 前言X70管線鋼是一種低合金、

2、高強(qiáng)度鋼，它具有強(qiáng)度高，韌性好的特 點(diǎn),是“西氣東輸”工程所采用的主要鋼種之一。作為埋地管線 ,X70 管線鋼的局部腐蝕發(fā)生率很高，其破壞作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全面腐蝕，發(fā)生 的局部腐蝕破壞主要有點(diǎn)蝕，縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂等形式。2. X70管線鋼的技術(shù)要求及工藝路線現(xiàn)代管線鋼屬于低碳或超低碳的微合金化鋼，是高技術(shù)含量和高 附加值的產(chǎn)品，管線鋼生產(chǎn)幾乎應(yīng)用了冶金領(lǐng)域近20多年來的一切工藝技術(shù)新成就。目前管線工程的發(fā)展趨勢是大管徑、高壓富氣輸送、 高寒和腐蝕的服役環(huán)境、海底管線的厚壁化。因此現(xiàn)代管線鋼應(yīng)當(dāng)具 有高強(qiáng)度、低包申格效應(yīng)、高韌性和抗脆斷、低焊接碳素量和良好焊 接性、以及抗HIC和抗H2S腐蝕。

3、優(yōu)化的生產(chǎn)策略是提高鋼的潔凈度 和組織均勻性，C<0.09 %、S<0.005 %、P<0.01 %、OC0.002 %, 并采取微合金化，真空脫氣+ CaSi、連鑄過程的輕壓下，多階段的熱 機(jī)械軋制以及多功能間歇加速冷卻等工藝。目前國內(nèi)外管線規(guī)范中沒有X70管線用鋼材的韌性指標(biāo)，僅對 X70管材有具體要求：(1) 最低使用溫度下(5C) DWT手85% SA(2) 最低使用溫度下(5C)夏比沖擊吸收功145J。當(dāng)前管線鋼的技術(shù)條件普遍采用美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)API，但是國內(nèi)具體工程或具體用戶的訂貨技術(shù)條件往往較 API標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格得多。X70管線鋼的生產(chǎn)在150t轉(zhuǎn)爐一3500mn

4、爐卷軋機(jī)上進(jìn)行，其工藝 路線為：鐵水預(yù)處理一150t轉(zhuǎn)爐一LF爐外精煉一VD真空處理一板坯 連鑄一加熱一控軋一控冷一矯直一剪切一入庫。3. X70管線鋼關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)及控制(1) 連鑄坯質(zhì)量控制技術(shù)控制鑄坯內(nèi)部偏析和疏松小于 0.5級,鑄坯無中心裂紋，為管線 鋼獲得良好的性能均勻性和良好的 DWT性能創(chuàng)造了先決條件。(2) 控制軋制保證再結(jié)晶區(qū)控制軋制累計(jì)變形率大于 50%道次變形率大于 15%可充分發(fā)揮形變奧氏體靜態(tài)再結(jié)晶作用，獲得細(xì)小的再結(jié)晶奧氏 體。通過未再結(jié)晶區(qū)控制軋制，確保未再結(jié)晶區(qū)累計(jì)變形率大于 60%, 可使細(xì)小的再結(jié)晶奧氏體發(fā)生扁平化，晶界面積增加，同時奧氏體晶 內(nèi)產(chǎn)生大量變形帶

5、。(3) 控制冷卻控制冷卻是獲得針狀鐵素體的關(guān)鍵，為此確定控制冷卻參數(shù)為： 冷卻速度1520C /s,終冷溫度400550C之間，最終獲得細(xì)化的針狀 鐵素體。4. X70管線鋼的點(diǎn)蝕機(jī)理4.1點(diǎn)蝕的誘發(fā)X70管線鋼在熱軋過程中由于軋輥的作用使鋼板表面的氧化鐵皮 脫落，但在鋼板表面仍然會存在氧化皮，而且由內(nèi)到外依次是FeOFe3O4和Fe2O3當(dāng)鋼板進(jìn)入層流冷卻區(qū)后，冷卻水中的氯離子會吸 附在鋼板表面，確切地說是吸附在氧化層的表面。根據(jù)鈍化吸附理論， 點(diǎn)蝕孔是由于腐蝕性陰離子在鈍化膜表面上吸附并穿過鈍化膜所致，而且金屬的氧化膜具有新陳代謝和自我修補(bǔ)的機(jī)能，在表面膜破壞后，環(huán)境中的氧等氧化劑可使鈍

6、化膜修補(bǔ)而再生，尤其當(dāng)存在Cl-等侵蝕性離子時，由于它的解膠作用使保護(hù)膜難以再生， 因而發(fā)展為孔蝕。Cl-等侵蝕性離子之所以是點(diǎn)蝕發(fā)生的關(guān)鍵因素， 其原因是氯離子能優(yōu)先地、有選擇地吸附在鈍化膜上，把鈍化膜中的 氧排擠掉（即所謂的競爭吸附），結(jié)果與鈍化膜中的陽離子結(jié)合成氯化 物（Me. Cl-），該氯化物通過反應(yīng)（1）能生成一種快速溶解的絡(luò)合物， 然后由反應(yīng)（2）生成金屬離子進(jìn)入溶液。這樣，鈍化膜遭到破壞， 而新的基體金屬露出。(1)（2）4.2點(diǎn)蝕的擴(kuò)展（1）在蝕孔底部在點(diǎn)蝕源形成之后，由于大陰極、小陽極的作用，形成活化-鈍化腐蝕電池，在點(diǎn)蝕孔內(nèi)發(fā)生陽極反應(yīng)，即金屬發(fā)生溶解：（3）這會引起金屬

7、離子濃度升高并發(fā)生水解反應(yīng):（4）生成氫離子，使得點(diǎn)蝕小孔內(nèi)的溶液 pH值下降，形成一個強(qiáng)酸 性的溶液區(qū)，加速了金屬的溶解，造成點(diǎn)蝕坑擴(kuò)大、加深?？變?nèi)金屬 離子不斷增強(qiáng)，在蝕孔電池產(chǎn)生的電場作用下，蝕孔外的陰離子不斷 地向孔內(nèi)遷移、富集，孔內(nèi)氯離子濃度升高。（2）在孔口Fe2+和FeOH被溶解氧所氧化:(5)（6）反應(yīng)產(chǎn)物隨后發(fā)生水解:(7)（8）Fe3O4和鐵銹的沉積(9)（10）水解產(chǎn)生的氫離子和孔內(nèi)的氯離子又促使孔側(cè)壁鐵的繼續(xù)溶解， 進(jìn)而孔口形成了 Fe3O4腐蝕產(chǎn)物沉積層，阻礙了擴(kuò)散和對流，使孔內(nèi) 溶液得不到稀釋，從而造成了閉塞電池局部供氧受到限制。（3）在蝕孔外部在蝕坑的鄰近區(qū)域（陰

8、極區(qū)）則發(fā)生溶解氧的還原反應(yīng)：（11）同時還發(fā)生鐵銹的還原:(12)孔外大片表面由于陰極還原反應(yīng)產(chǎn)生的 0H導(dǎo)致pH增大而鈍化， 并且又受到蝕孔內(nèi)陽極過程所釋放電子的陰極保護(hù)作用， 因而抑制了 蝕孔周圍的全面腐蝕。由于X70管線鋼在軋制過程中鋼板表面的氧化鐵皮脫落不均勻， 造成鈍化薄厚不均，加之吸附在鋼板表面的Cl-并不是很充足，所以只能在鈍化薄的地方易遭到Cl-的侵蝕而成為點(diǎn)蝕孔，而在厚的地方 Cl-很難穿透，從而避免了腐蝕的發(fā)生。因此，最終X70管線鋼并不是大面積腐蝕，而是局部腐蝕，即點(diǎn)蝕。通過對X70管線鋼的噴水試驗(yàn)可知，X70管線鋼在運(yùn)至用戶的過 程中，由于鋼板受潮或淋雨，加之鋼板表面吸附有氯離子，從而最終 導(dǎo)致點(diǎn)蝕的發(fā)生。參考文獻(xiàn)：1 王志國,韋軍尤,龐軍,覃勝苗.管線鋼精煉渣系的開發(fā)與鋼 中磷硫氮