黃曉輝，畢宗岳，張永青，劉海璋，牛 輝，王 晰，徐小剛，陳長(zhǎng)青

（1.國(guó)家石油天然氣管材工程技術(shù)研究中心，陜西 寶雞721008；2.中信金屬有限公司，北京 100004；3.寶雞住金石油鋼管有限公司，陜西 寶雞721008）

低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管性能研究*

黃曉輝1，畢宗岳1，張永青2，劉海璋1，牛 輝1，王 晰3，徐小剛3，陳長(zhǎng)青1

（1.國(guó)家石油天然氣管材工程技術(shù)研究中心，陜西 寶雞721008；2.中信金屬有限公司，北京 100004；3.寶雞住金石油鋼管有限公司，陜西 寶雞721008）

為了滿足酸性載荷條件下管材能夠承受高壓、大流量酸性油氣輸送需要，采用抗酸性能優(yōu)異的低Mn高Nb熱軋板卷，經(jīng)過(guò)優(yōu)化和控制成型及焊接工藝，開發(fā)出耐酸性Ф323.9mm×9.5mm HFW焊管。力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果表明，試制焊管的性能達(dá)到了X70鋼級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)要求，－40℃下焊縫沖擊功大于136 J，管環(huán)壓扁到平板相貼時(shí)焊縫區(qū)域未見任何裂紋，且管體最高硬度僅229 HV10。HIC腐蝕試驗(yàn)表明，管母和焊接接頭表面均無(wú)氫鼓泡，剖面裂紋率均為零。SSCC腐蝕試驗(yàn)和溝槽腐蝕試驗(yàn)結(jié)果均符合相關(guān)要求?？梢婇_發(fā)的X65MS耐酸性HFW焊管具有十分優(yōu)異的抗HIC/SSCC性能和抗溝槽腐蝕性能，可以在含硫化氫的油氣輸送中安全服役。

焊管；HFW焊管；X65MS管線鋼；HIC；SSCC；溝腐蝕；包辛格效應(yīng)

硫化氫（H2S）是石油和天然氣中最具有腐蝕作用的有害介質(zhì)之一，嚴(yán)重影響著油氣輸送管線的使用壽命，其中氫致開裂（HIC）和硫化物應(yīng)力腐蝕開裂（SSCC）是酸性腐蝕的主要形式[1-2]。目前勘探的天然氣資源中含有相當(dāng)大比例的硫化氫成分，嚴(yán)重制約著油氣輸送管道的安全服役。由于嚴(yán)格的服役條件和風(fēng)險(xiǎn)，世界范圍內(nèi)具備大規(guī)模生產(chǎn)耐酸管的管廠較少，如歐洲鋼管，日本JFE等。這些制管企業(yè)處于制管行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者地位，最高可生產(chǎn)X65/X70耐酸管[3]。針對(duì)酸性載荷條件下管材要承受高壓、大流量酸性油氣輸送需要，同時(shí)兼顧板材經(jīng)濟(jì)性，巴西CBMM公司和中信金屬有限公司聯(lián)合開發(fā)了抗酸性能優(yōu)異的X65MS低Mn高Nb熱軋板卷[4]，并在中國(guó)進(jìn)行試制和推廣。寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司采用抗酸性能優(yōu)異的低Mn高Nb熱軋板卷，結(jié)合抗酸板卷化學(xué)成分特殊性，成功開發(fā)出了低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管，并對(duì)試制后的抗酸管力學(xué)性能和腐蝕性能等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究。

1 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)方法

耐酸管在惡劣的腐蝕環(huán)境中工作，服役條件有時(shí)異?？量?。由于巴西CBMM公司和中信金屬有限公司聯(lián)合開發(fā)的X65MS板材采用低Mn、Nb-Cr合金化設(shè)計(jì)理念[4]，添加了極低的Mn（Mn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%），以大幅度消除Mn偏析和降低MnS鏈狀?yuàn)A雜物，在高溫軋制過(guò)程中，對(duì)碳硫化鈦夾雜物的形狀進(jìn)行控制，從而大幅度降低了耐酸管線鋼服役開裂風(fēng)險(xiǎn)的可能性和幾率。同時(shí)，依靠添加高的Nb-Cr等合金，彌補(bǔ)和提高板材強(qiáng)度。低Mn高Nb耐酸性X65MS熱軋板卷化學(xué)成分見表1。

表1 低Mn高Nb耐酸性X65MS熱軋板卷的化學(xué)成分 %

HFW焊管是利用高頻電流的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，將熱軋板卷經(jīng)過(guò)排輥成型后，加熱熔化管坯邊緣，在擠壓輥的壓力下進(jìn)行管材焊接[5]。本次試制采用德國(guó)406.4mm（16 in）直縫高頻電阻焊管（HFW）生產(chǎn)線，投入的生產(chǎn)原料為低Mn高Nb耐酸性X65MS熱軋板卷1卷（質(zhì)量約20 t），經(jīng)過(guò)縱剪后板卷寬度1 011mm，經(jīng)超級(jí)活套后，通過(guò)優(yōu)化排輥成型方式、優(yōu)化焊接和焊縫熱處理工藝等主要工序進(jìn)行了Ф323.9mm×9.5mm HFW直縫焊管試制，HFW焊管制管工藝參數(shù)見表2。

表2 低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管試制工藝參數(shù)

油氣管線管能否采用低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管的關(guān)鍵在于制造的管材性能是否滿足管線使用的力學(xué)性能和耐腐蝕性能要求。依據(jù)API SPEC 5L（45版）附錄H酸性服役條件PSL2鋼管的訂購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)試制的Ф323.9mm×9.5mm低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管的力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)；并依據(jù)美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)該試制管的耐腐蝕性能進(jìn)行檢測(cè)。

HIC試驗(yàn)按照NACE TM 0284《管線鋼和壓力容器鋼抗氫致開裂評(píng)定方法》要求，進(jìn)行96 h的HIC試驗(yàn)后，對(duì)試樣拋光面放大100倍進(jìn)行觀察，檢查是否有裂紋，并按式（1）～式（3）分別計(jì)算試樣的裂紋敏感率（CSR）、裂紋長(zhǎng)度率（CLR）和裂紋厚度率（CTR）。SSCC試驗(yàn)依據(jù)NACE標(biāo)準(zhǔn)TM0177《金屬材料在含H2S環(huán)境中抗硫化物應(yīng)力腐蝕開裂性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行，將試樣連同夾具一起放進(jìn)試驗(yàn)容器中，在載荷應(yīng)力下進(jìn)行720 h的SSCC試驗(yàn)后，觀察管母、焊縫和熱影響區(qū)的SSCC試樣是否斷裂，并放大10倍對(duì)試樣的拉伸外表面進(jìn)行檢查，判定是否有開裂現(xiàn)象。

式中：a—裂紋長(zhǎng)度，mm；

b—裂紋厚度，mm；

W—試樣寬度，mm；

T—試樣厚度，mm。

依據(jù) Q/SY-TGRC26—2011《ERW 鋼管溝腐蝕實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法》進(jìn)行溝槽腐蝕試驗(yàn)，采用恒電位電化學(xué)極化方法進(jìn)行144 h后，清洗試樣并用激光掃描溝槽腐蝕深度，計(jì)算溝槽腐蝕敏感性系數(shù)α，按式（4）計(jì)算。一般認(rèn)為，當(dāng)α＜1.3時(shí)，焊管具有低的溝槽腐蝕敏感性。

式中：h2—腐蝕試驗(yàn)前的原始表面到腐蝕溝底的深度；

h1—母材的腐蝕深度。

2 耐酸管的力學(xué)性能

2.1 韌性試驗(yàn)

壓扁試驗(yàn)和夏比沖擊試驗(yàn)可直接反映HFW焊管焊縫質(zhì)量的控制水平，從而為后期制管工藝提供快速的指導(dǎo)[5]。壓扁試驗(yàn)可反映焊縫的綜合力學(xué)性能，壓扁狀態(tài)越好，焊縫韌性越高，焊縫抗拉強(qiáng)度也越高。依據(jù)ASTM A370—2012a標(biāo)準(zhǔn)要求，采用YH41-100C壓扁試驗(yàn)機(jī)將低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管焊縫分別置于3點(diǎn)鐘和6點(diǎn)鐘位置進(jìn)行壓扁試驗(yàn)，直到將試樣壓扁至相對(duì)管壁接觸時(shí)，焊縫和管體都未出現(xiàn)裂紋。

低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管壓扁試驗(yàn)結(jié)果見表3。由表3可見，壓扁試驗(yàn)結(jié)果遠(yuǎn)高于API SPEC 5L中“間距≥0.50D，焊縫不應(yīng)出現(xiàn)裂紋；間距≥0.33D，母材不應(yīng)出現(xiàn)裂紋”的要求。采用ZWICK PSW750J型示波沖擊試驗(yàn)機(jī)對(duì)HFW焊管進(jìn)行夏比沖擊試驗(yàn)，結(jié)果如圖1所示。由圖1可見，0℃下，焊縫、HAZ及鋼管母材的沖擊功均在288 J以上，-40℃時(shí)的沖擊功均在136 J以上。沖擊功越高，剪切面積也越好。優(yōu)異的低溫韌性會(huì)使裂紋起裂和擴(kuò)展進(jìn)而發(fā)生HIC失效的機(jī)會(huì)減少，對(duì)SSCC也有極強(qiáng)的抗力。采用JL-50000型落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行落錘撕裂（DWTT）試驗(yàn)，0℃下HFW焊管管體 DWTT撕裂剪切面積為99%～100%，DWTT性能均符合API SPEC 5L標(biāo)準(zhǔn)要求。

表3 低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管壓扁試驗(yàn)結(jié)果

圖1 低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管系列溫度夏比沖擊試驗(yàn)結(jié)果

2.2 拉伸性能

依據(jù)ASTM E8《金屬材料拉伸試驗(yàn)方法》要求，采用ZWICK Z1200KN型萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，對(duì)低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，結(jié)果見表4。由表4可見，焊管母材橫向及焊縫強(qiáng)度完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求，且具有一定的富余量，試制的焊管性能基本達(dá)到X70鋼級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)要求。有研究表明，鋼的抗拉強(qiáng)度在300～800 MPa時(shí)均有可能發(fā)生HIC裂紋，所以強(qiáng)度與HIC敏感性之間的關(guān)系還沒(méi)有確定[6]。

表4 低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管母材橫向和焊縫的拉伸試驗(yàn)結(jié)果

2.3 硬度檢測(cè)

硬度是與氫脆抗力相關(guān)的最重要的材料因素。管材最大硬度值和最大夾雜物長(zhǎng)度值與HIC的優(yōu)先起裂和擴(kuò)展息息相關(guān)，并可預(yù)測(cè)HIC能否發(fā)生，而且當(dāng)HIC裂紋擴(kuò)展到硬度較低的區(qū)域時(shí)候，會(huì)停止擴(kuò)展[7]，因此控制硬度成為了控制管材抗SSCC敏感性的關(guān)鍵[3]，API SPEC 5L標(biāo)準(zhǔn)也明確要求耐酸管硬度值上限為248 HV10。由于板材中沒(méi)有Mo，且板材的冷裂紋敏感系數(shù)Pcm很低（僅0.1%），可有效控制焊接接頭的微觀結(jié)構(gòu)。本試制的低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管焊縫經(jīng)過(guò)正火熱處理，熱處理區(qū)域?qū)挾?8～26mm，促使焊接接頭更多的氫逸出，既消除內(nèi)應(yīng)力，又預(yù)防Ⅱ型SSCC（典型氫脆開裂）的發(fā)生[2]。

管體及焊接接頭維氏硬度分布如圖2所示。由圖2可見，焊管母材最高硬度僅229 HV10，焊縫及熱影響區(qū)由于正火后晶粒略有長(zhǎng)大，平均硬度僅178 HV10，都遠(yuǎn)低于248 HV10，由于焊管的抗硫化氫腐蝕能力隨著硬度的降低而提高，硬度值越低，臨界應(yīng)力值越高，斷裂時(shí)間越長(zhǎng)，控制硬度可促使低Mn高Nb耐酸性HFW焊管的抗腐蝕能力得到提高。

圖2 低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW管體和焊接接頭的硬度分布

3 抗酸管耐腐蝕性能

3.1 HIC/SSCC腐蝕試驗(yàn)

耐酸鋼管的HIC和SSCC試驗(yàn)是兩項(xiàng)最為重要的腐蝕試驗(yàn)指標(biāo)，上述低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管的成分設(shè)計(jì)、韌性及硬度等要求都是為了保證焊管具備優(yōu)良的HIC和SSCC腐蝕試驗(yàn)結(jié)果。

采用美國(guó)CORTEST集成式HIC/SSCC測(cè)試系統(tǒng)，按照NACE TM 0284—2011要求對(duì)低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管進(jìn)行HIC試驗(yàn)。A溶液（0.5%乙酸+5%NaCl蒸餾水的硫化氫飽和溶液）的pH初始值為2.7，結(jié)束時(shí)為3.7，經(jīng)過(guò)96 h浸泡試驗(yàn)后，肉眼觀察焊管母材和焊接接頭試樣，表面均無(wú)氫鼓泡，采用Zeiss光學(xué)顯微鏡放大100倍對(duì)每個(gè)試樣的三個(gè)拋光面進(jìn)行微觀查看，所有試樣均無(wú)裂紋，CSR，CLR及CTR均為0，試驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求見表5。由表5可見，焊管母材和焊接接頭抗HIC性能均符合且高于標(biāo)準(zhǔn)要求。

表5 低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管HIC敏感參數(shù)測(cè)試結(jié)果

評(píng)價(jià)結(jié)果表明，試制的低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管對(duì)HIC不敏感。

采用四點(diǎn)彎曲試樣（FPBT），按照NACE TM 0177—2005要求對(duì)低 Mn高 Nb耐酸性 X65MS HFW焊管進(jìn)行SSCC試驗(yàn)。截取試樣時(shí)盡量靠近管材內(nèi)表面。A溶液（0.5%乙酸+5%NaCl蒸餾水的硫化氫飽和溶液）的pH初始值為2.7，結(jié)束時(shí)為3.8。對(duì)焊管母材和焊接接頭每組試樣分別在100%規(guī)定屈服強(qiáng)度（SMYS）下加載720 h進(jìn)行SSCC試驗(yàn)評(píng)估。加載應(yīng)力試驗(yàn)后的試樣宏觀照片如圖3所示。試樣經(jīng)清洗后，采用Zeiss光學(xué)顯微鏡放大10倍對(duì)拉伸面進(jìn)行檢查，所有試樣在厚度方向無(wú)明顯的可見裂紋[8]。評(píng)價(jià)結(jié)果表明，試制的低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管母材和焊接接頭的相關(guān)性能均高于72%SMYS應(yīng)力下不失效的標(biāo)準(zhǔn)要求，顯示出焊管母材和焊接接頭優(yōu)異的抗SSCC性能。

圖3 HFW焊管焊接接頭100%SMYS應(yīng)力條件下SSCC試驗(yàn)后形貌

3.2 溝槽腐蝕試驗(yàn)

HFW焊管中焊接接頭是最薄弱的部位，在腐蝕、應(yīng)力及磨損等苛刻的作業(yè)環(huán)境中，一般焊縫區(qū)域比熱影響區(qū)和母材具有更高的活性，焊接區(qū)將會(huì)優(yōu)先被腐蝕而產(chǎn)生溝槽腐蝕，因此焊縫區(qū)決定了HFW焊管的使用壽命[9-11]。采用CS37型電化學(xué)工作站進(jìn)行溝槽腐蝕試驗(yàn)，選用三電極體系（輔助電極為Pt），在3.5%NaCl中性溶液中施加－550 mV的恒電位，測(cè)量得到焊縫的溝槽腐蝕敏感性系數(shù)見表6。由表6可見，溝槽腐蝕敏感性系數(shù)平均值為1.06，遠(yuǎn)小于1.3，表明開發(fā)的低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管具有優(yōu)異的抗溝槽腐蝕能力。采用德國(guó)LSM－700激光共聚焦顯微鏡對(duì)溝腐蝕后試樣進(jìn)行激光光路掃描（CSLM）分析，溝槽腐蝕試樣表面形貌如圖4所示，圖4中不同顏色代表腐蝕后表面的高低差，即腐蝕深度。由圖4可見焊縫中心及附近顏色差別較小，焊接接頭附近趨于均勻腐蝕。溝槽腐蝕后溝附近二維表面如圖5所示，由圖5可見焊縫中心一條被腐蝕的寬溝，附近是明顯的點(diǎn)蝕坑，但具有很小的溝槽腐蝕敏感性系數(shù)。

表6 HFW焊管溝槽腐蝕敏感性系數(shù)α試驗(yàn)結(jié)果

圖4 溝槽腐蝕后試樣表面的形貌

圖5 溝槽腐蝕后溝槽附近的形貌

4 討 論

包辛格效應(yīng)導(dǎo)致鋼管屈服強(qiáng)度下降，形變硬化導(dǎo)致鋼管屈服強(qiáng)度升高。當(dāng)板卷制作成低Mn高Nb耐酸性 X65MS Ф323.9mm×9.5mm HFW直縫焊管后，發(fā)生了圖6所示的強(qiáng)度變化正態(tài)分布。由圖6可見，焊管母材橫向屈服強(qiáng)度平均降低23 MPa，橫向抗拉強(qiáng)度平均增加18 MPa。一般直縫管壁厚/直徑比（t/D）變小，應(yīng)變量減小，鋼管與板材屈服強(qiáng)度的差值就變小，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)散氫含量減少，對(duì)抗HIC性能就會(huì)變強(qiáng)[12]。本次試制的HFW焊管t/D=0.029，擁有較小t/D，同時(shí)經(jīng)過(guò)焊縫較寬的正火處理，會(huì)導(dǎo)致部分氫逸出，從而進(jìn)一步提高了管材的抗HIC敏感性。

圖6 包辛格效應(yīng)引起的HFW焊管強(qiáng)度變化的正態(tài)分布

優(yōu)異的HFW焊管抗腐蝕能力與板材的顯微組織、成分等工藝等密不可分。采用德國(guó)LEICA DMI 5000M金相顯微鏡，對(duì)X65MS耐H2S腐蝕HFW焊管焊接接頭進(jìn)行金相分析，結(jié)果如圖7所示。由圖7可見，焊管母材組織為多邊形鐵素體+珠光體+少量B粒（PF+P+B粒），晶粒度11，熱影響區(qū)和焊縫組織都為PF+P，晶粒度都是10。PF組織對(duì)抗HIC大有裨益，焊管母材和焊接接頭整體具有良好低溫韌性的細(xì)晶粒，組織均勻，晶界干凈，細(xì)小的顯微組織可使管體具備優(yōu)異的韌性而具有高的抗SSCC腐蝕破壞能力[3]。焊接接頭晶粒經(jīng)過(guò)熱處理雖然稍微有所長(zhǎng)大，但焊縫中心及附近受金屬擠壓形成的流線變得極其稀少，極不明顯，表明焊縫中心碳擴(kuò)散到HAZ很少，有效消除了焊接過(guò)程中焊縫和HAZ形成的組織差別，有效消除了焊縫脫碳產(chǎn)生的不均勻組織[13]，也表明焊后的正火工藝已將低Mn高Nb耐酸性HFW焊縫和母材組織基本均勻化和無(wú)縫化，減少了焊接殘余應(yīng)力，提高焊縫的抗溝槽腐蝕性能。

同時(shí)，HFW焊管焊縫及附近相同的化學(xué)成分和相似的微觀組織，使得焊接接頭不同區(qū)域腐蝕速率差異較小，具有了優(yōu)異的抗溝槽腐蝕性能[6]。焊接接頭溝槽腐蝕后的掃描電鏡（SEM）和能譜分析（EDS）如圖8所示。 由圖8（a）的 SEM可見，溝內(nèi)已形成一層致密的保護(hù)膜，由圖8（b）的EDS可見，溝槽內(nèi)主要存在大量Cr和Cu等，Cr和Cu有助于溝槽內(nèi)表面鈍化膜和腐蝕產(chǎn)物膜的形成，阻礙腐蝕反應(yīng)。雖然有學(xué)者認(rèn)為Cr和Cu在pH值較低情況下，Cu對(duì)抗HIC效果不明顯，但也有專家持相反態(tài)度，認(rèn)為同時(shí)添加Cu和Cr有益于降低酸性條件下的氫吸收[14-15]，但Cr和Cu在3.5%NaCl中性溶液中卻具有優(yōu)異的抗腐蝕性能，再加上低Mn高Nb耐酸性板材極大降低了對(duì)溝槽腐蝕敏感性影響最大的Mn和S的含量，確保了低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管能獲得優(yōu)異的抗溝槽腐蝕能力。

圖7 X65MS耐H2S腐蝕HFW焊管焊接接頭金相微觀組織

圖8 HFW焊管溝槽腐蝕后SEM和EDS能譜圖

5 結(jié) 論

（1）通過(guò)成型和焊接工藝優(yōu)化和控制，開發(fā)的低Mn高Nb耐酸性X65MS Ф323.9mm×9.5mm HFW焊管各項(xiàng)力學(xué)性能滿足X65鋼級(jí)要求，強(qiáng)韌性甚至達(dá)到X70的性能要求，完全符合API SPEC 5L的要求，特別是具有優(yōu)異的焊縫沖擊低溫韌性和壓扁性能，－40℃下焊縫沖擊功大于136 J，管環(huán)壓扁到平板完全相貼時(shí)候，全部焊縫未見裂紋。

（2）低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管經(jīng)過(guò)優(yōu)化的正火工藝后，焊接接頭晶粒細(xì)小，組織均勻，晶界干凈，且焊接接頭硬度較低，確保焊接接頭具備一定的抗SSCC性能。

（3）經(jīng)過(guò)HIC和SSCC腐蝕評(píng)估檢測(cè)，焊管母材、焊接接頭表面均未發(fā)現(xiàn)氫鼓泡，HIC裂紋率均為零，在100%SMYS應(yīng)力條件下，焊管母材、焊接接頭SSCC試樣表面均無(wú)裂紋，表明開發(fā)的低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管具有優(yōu)異的抗HIC性能和抗SSCC性能。

（4）溝槽腐蝕試驗(yàn)結(jié)果顯示，焊管焊接接頭溝槽腐蝕平均值僅為1.06，焊接接頭具有很小的溝槽腐蝕敏感性系數(shù)，焊接接頭區(qū)域腐蝕形式為點(diǎn)蝕和均勻腐蝕，表明開發(fā)的低Mn高Nb耐酸性X65MS HFW焊管完全可以安全的輸送含硫化氫的油氣。

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Research on Properties of X65MS Low Mn High Nb Sour Resistance HFW Pipe

HUANG Xiaohui1，BI Zongyue1，ZHANG Yongqing2，LIU Haizhang1，NIU Hui1，Wang Xi3，XU Xiaogang3，CHEN Changqing1
（1.Chinese National Engineering Research Center for Petroleum and Natural Gas Tubular Goods，Baoji 721008，Shaanxi，China；2.CITIC Metal Co.,Ltd.,Beijing 100004，China；3.Baoji SMI Petroleum Steel Pipe Corporation，Baoji 721008,Shaanxi,China）

Under acidic loading condition,in order to make steel pipe meet the requirements of transporting large flow acid oil and gas under high pressure,adopting low Mn high Nb acid resistance hot-rolled coil,after optimization,forming control and welding technology,the low Mn high Nb X65MS acid resistance Ф323.9mm×9.5mm HFW pipe was developed.The mechanical properties test results indicated that the performance of trial-produced welded pipe reach X70 steel grade standard requirements,the impact energy of weld seam is greater than 136 J under-40℃.The flattening test showed no cracks appear in weld area when the pipe ring was compressed to attached,and the highest hardness of HFW pipe only 229 HV10.The HIC corrosion tests showed that no hydrogen bubbles appear in the surface of pipe body and welded joints,the crack rate of samples profile is zero.The SSCC corrosion tests and the groove corrosion tests both meet the requirements of the revelant standards.It proved that the developed X65MS acid resistance corrosion HFW welded is with very excellent anti HIC/SSCC performance and grooving corrosion resistant performance,and can be applied in safe transportation of oil and gas with hydrogen sulfide.

welded pipe;HFW pipe;X65MS pipeline steel；HIC；SSCC；groove corrosion；Bauschinger effect

TE973 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI:10.19291/j.cnki.1001-3938.2016.03.002

國(guó)家科技支撐計(jì)劃“高強(qiáng)度耐腐蝕石油天然氣集輸與輸送用管線鋼生產(chǎn)技術(shù)”（項(xiàng)目號(hào)2011BAE25B03）；中信微合金化技術(shù)中心資助項(xiàng)目“低錳耐酸管線鋼X65工業(yè)試制和性能評(píng)價(jià)”（項(xiàng)目號(hào)CITIC-CBMM）。

黃曉輝（1980—），男，工程師，碩士研究生，主要從事油氣輸送管材的開發(fā)工作。

2015-10-14

謝淑霞