文档介绍：海洋环境用钢管质量浅析
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海洋环境用HFW钢管质量浅析
中海石油金洲管道有限公司是中海油能源发展股份有限公司与金洲集团共同投资建立的合资企业。公司ERW610机组的生产线图纸由美国BRONX公司设计，关键设备从国外进口，可生产直径φ219~φ610mm、~20mm，长度6m~。
公司简介
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随着炼钢工艺、钢卷热轧工艺、钢管的制造工艺和质量控制体系的提高，高频直缝焊接钢管（HFW）已经应用于海洋和酸性油气介质的输送。但由于高频直缝焊接钢管焊缝的耐腐蚀性和稳定性的问题，在国内应用时间并不是很长。本文主要介绍在海洋环境中HFW钢管的耐腐性、焊缝抗断裂性能CTOD、焊缝质量稳定性和质量保障体系。
海洋环境用HFW钢管质量浅析
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高频直缝电阻焊钢管在输油输气管线中已经广泛应用，尤其在海洋和含CO2、H2S等酸性环境已经开始应用，但是由于高频电阻焊钢管的焊缝耐腐蚀性能和质量稳定性在海洋环境中使用受到限制。中海石油金洲管道有限公司根据几年生产海底管线钢管的经验，基本解决这一问题，并且保障十五万吨海底管线钢管正常服役。本文主要描述如何减小钢管焊缝的腐蚀和提高焊缝质量稳定性，解决焊缝低温冲击韧性和断裂韧性。
0 引 言
海洋环境用HFW钢管质量浅析
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海底管线钢管要求所使用的管线钢管的化学成分、焊缝热处理状况和生产工艺路线对焊缝沟槽腐蚀是不敏感的。在很多文献中提出海水环境中会产生沟槽腐蚀现象，HFW钢管的沟槽腐蚀主要产生在焊缝的位置（见图1）。
1 高频直缝HFW钢管焊缝沟槽腐蚀
海洋环境用HFW钢管质量浅析
图1 HFW焊缝沟槽腐蚀后图片理学
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海洋环境用HFW钢管质量浅析
1 高频直缝HFW钢管焊缝沟槽腐蚀
一般认为，HFW钢管焊缝沟槽腐蚀产生的有以下几个方面的原因：HFW钢管焊缝组织不同于母材铁素体+珠光体组织，同时由于快速加热和冷却而导致焊缝处存在较大的残余应力；另外由于热轧钢卷存在沿着轧制方向的金属流线，在焊接时挤压力作用下与内外表面形成上升的角度。
图2 焊缝具有上升金属流线的图片
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1 高频直缝HFW钢管焊缝沟槽腐蚀
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在金属流线中存在着非金属夹杂物如MnS等，当钢管处于腐蚀环境时，沟槽腐蚀就会沿着非金属夹杂物MnS富集区的金属流线开始腐蚀。沟槽腐蚀的产生和扩大可以描述为三个步骤，一是在焊接时MnS熔解后的快速沉淀形成富S区域；二是MnS富集区产生坑腐蚀；三是在焊缝和母材之间形成巨大的腐蚀坑即形成沟槽。
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采取焊缝热处理和改变化学成分的方法可以有效减小焊缝的沟槽腐蚀。焊缝热处理可以有效降低S富集区，减少焊缝和母材之间的组织差异，降低焊缝的残余应力。但由于高频直缝焊管的焊缝在线热处理时间较短，因此不能完全消除沟槽腐蚀。降低钢中硫含量可以有效的减少MnS附近S的富集，因此可以帮助减小沟槽腐蚀的产生。
1 高频直缝HFW钢管焊缝沟槽腐蚀
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海底管线钢管多数使用双层管，外面作为套管，里面的钢管是输送使用，内管和外管之间采用保温层。作为输送油气使用的内管在酸性环境下要求具有良好的HIC腐蚀性能。在较小直径的HFW钢管生产中，需要采购两倍工作宽度的钢卷进行纵剪，由于钢带存在中心偏析，纵剪后的钢板有一边存在偏析，在焊接时通过加热和挤压，非金属夹杂物残留在焊缝熔合线周围及钢管表面。因此这些非金属夹杂物影响了焊缝的抗HIC性能。
2 高频直缝HFW钢管焊缝抗HIC腐蚀性能
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为了提高焊缝抗HIC腐蚀性能，需要从原料、焊接工艺参数和焊缝热处理工艺方面入手。首先要做到的是提高原料的纯净度，减小或消除带钢中心偏析，为焊接奠定良好的基础。新的焊缝在线热处理工艺即焊缝淬火+回火的热处理工艺来代替正火热处理工艺，可以有效提高焊缝的抗HIC腐蚀性能。再者焊接工艺参数直接影响夹杂物的形成，也是提高焊缝抗HIC性能的关键，最终研究表明较窄的熔合线宽度和较大的金属流线角度可以明显提高焊缝抗HIC腐蚀性能。
海洋环境用HFW钢管质量浅析
2 高频直缝HFW钢管焊缝抗HIC腐蚀性能
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