N08825 镍基合金复合管件的加工技术和耐腐蚀性研究

避免 H 电解腐蚀损伤和应力腐蚀开裂2S / CO2 石油和天然气田管道、其加工技术和耐腐蚀性 N08825 镍基合金复合管 以天然气精炼厂在原料气管道中的使用为例进行了研究。 结果表明，该器件的力学性能和SCC性能均较好。 UNS N08825 镍基合金复合管符合中石化浦关气田净化厂原料气管道安全隐患管理项目的 SEI“焊接复合钢管及管件规范”的要求。 结果表明：控制了大口径镍基合金管件的加工工艺，并在复合管内表面涂上保护剂，提高了复合管的成型质量。 管件  H 下的应力腐蚀开裂性能2S / CO2 您可以保护环境。

近年来，随着能源需求的增加，能源问题已成为制约各国经济发展的重要制约因素。 随着油气需求量的持续增长，油气田的开发已由原来的原油型转向精细型，高S含量的油气田开发比例也逐渐提高。 目前，复合管道中使用的富S（w（S）>17%）天然气在运输过程中，存在复合材料内壁腐蚀严重（316L）、使用寿命短、使用寿命短等问题。 存在严重的安全隐患，业界亟需解决这个问题。
对于 H2S / CO2 油气田2S 和 CO2 腐蚀性物质比单独存在 H 更能共存2S 具有很强的腐蚀性，因此请避免使用 H2S / CO2 如果它是由于电化学腐蚀损伤或应力腐蚀开裂而发生的，通常的反应是使用昂贵的金属。 不锈钢管。 为了保证管道的耐腐蚀性，降低成本，可以选择双金属复合管代替不锈钢管。 镍基合金复合材料是最具代表性的材料之一 08825。 N08825 镍基合金是一种钛稳定的 Ni-Fe-Cr-Mo 耐腐蚀合金。 这种合金具有优异的耐腐蚀性和可加工性，但也具有耐高温的特点。 由于其优异的耐硫化物和氯化物腐蚀性能，该合金在高硫原油加工业中被广泛用作存在严重硫化物和氯化物腐蚀的加氢装置的设备或管道材料。 本研究分析了天然气炼制厂原料气管道安全隐患控制工程中使用的 NXNUMX 镍基合金复合管的加工工艺和耐腐蚀性。

1.N08825 镍基合金复合管件加工技术

N08825 镍基合金材料的热处理始终是一个冶金过程，它面临着以下难题： 主要问题是材料的抗热变形能力，热塑性塑料良好的加工温度范围窄。 在本研究中用于天然气炼制厂原料气体管道管的Q245R+N08825镍基合金管件，钢管是爆炸复合钢板轧制成形并焊接而成，公称通径DN700mm，壁厚36mm+3.2mm。
应力腐蚀开裂性是一种 H N08825 镍基复合材料。2S / CO2 油气田企业在复合板内表面保护之前，使用复合管热处理中的重要性能指标。 也就是说，保护剂均匀地涂布在 N08825 镍基合金钢管的内表面。 此外，为了保证复合层内表面的高耐腐蚀性，优化了成型模具的设计，采用了在成型模具接触面上涂上一层不锈钢的表面处理方法。 去除亚铁离子污染的过程。 CNC铣削用于加工模具表面，以确保尺寸精度，并将模具的速度与配件分开形成。
加热后，复合管件将复合层的耐腐蚀性与基层的机械性能以及复合层的基层和两种材料的机械性能相结合，实现了加热温度（890 ± 15°C），虽然这个温度范围是在 QXNUMXR 的标准化温度范围的基础上，但镍基合金热处理的稳定温度范围不仅保证了基层的机械性能，而且 它还保证了复杂层的机械性能的耐腐蚀性。 热处理保持时间为 245 分钟（总壁厚）母材和化合物层× 59.1）。 保温时间不仅保证了镍基合金的固溶效果，而且减少了长时间高温条件对复合管件整体性能的负面影响。

2. N08825 镍基合金复合配件的机械性能和 SCC 性能分析

2.1 N08825 镍基合金复合配件的机械性能

Q245R+N08825 镍基合金管件 贱金属材料 Q245R 对外圆弧侧（1#试样）和焊接接头（2#试样）进行拉伸试验。 测试结果如表 1 所示。 表1显示了中石化普光气田净化厂对原料气管道安全及隐患管理项目的拉伸试验结果，SEI性能对《焊接复合钢管、管件规范》的要求。 此外，还分析了焊接接头的拉伸性能。 此外，焊接接头 d = 4A 的侧弯试验结果见表 2，也符合标准要求。

表 1 DN700mm×（36+3.2）mm 规格 Q245R+N08825 镍基复合管件的机械性能

样本编号：ReL/ 兆帕

Rm/ 兆帕

A /％

骨折部位

采样位置

1

314

436

26

横向到基层的外圆弧侧

2

459

锭材料

基层中的水平焊接接头

标准要求

≥235

400~520 （母材） ≧ 400 （焊接接头）

≥25

表 2 Q245R+N08825 镍基复合管件、焊接接头、侧弯试验结果

样本编号

采样位置

测试结果

3-1

焊接接头

装饰

3-2

焊接接头

Q 认证

3-3

焊接接头

装饰

3-4

焊接接头

装饰

2.2 N08825 镍基合金复合管件的应力腐蚀开裂性能

在我国 H 含量的地质构造中发现了几家油气田开发企业。2S 和 CO2 气; 这 XNUMX 种气体的水溶液不仅具有很强的腐蚀性，容易发生局部点蚀，而且在应力作用下会引起硫化物应力腐蚀开裂，对相关设备的安全使用产生严重影响。
根据采用复合焊接接头的镍基复合管件的天然气净化厂的技术规范和文献进行应力腐蚀开裂试验，运行条件的模拟见表 3。

表 3 模拟工况

温度/°C

酸碱度2不锈钢

PCO2/ 兆帕

初始 pH 值

120

2.2

1.1

3.4

获得与焊接接头零件复合层焊缝的垂直线进行测试，图 XNUMX 中所示的 1 个样本量为 XNUMX。

图 1 试样尺寸示意图

图 2 XNUMX 点弯曲试样夹具载荷示意图

根据工程规范的要求，图 3 中两个试件经过 720 小时的高温应力腐蚀试验后，在垂直于试件裂纹表面拉应力方向的试件表面看不到宏观形貌。

图 3 应力腐蚀试验后焊接接头试样表面的宏观形貌

3. 总结

随着Q245R+成型工艺的优化，UNS N08825镍基合金管件、镍基合金复合管件的拉伸和弯曲品质因数保证满足SEI规定的相关技术要求。 通过在镍基合金管件的内表面涂上保护剂，确保了抗应力腐蚀开裂性。 镍基合金管件在 H 下热成型后2S / CO2 环境。 在介质温度为 120 °C 的模拟条件下，H2S 分压 2.2 MPa，CO2 在分压为 1.1 MPa 且初始 PH 为 XNUMX 的情况下对 H 进行 3.4 点弯曲试验，焊缝未出现裂纹，容易出现应力集中。2S / CO2 耐应力腐蚀时间为 720 小时，结果表明，该方法生产的大口径镍基合金复合管具有良好的耐应力腐蚀开裂性能。