李 濤，劉 濤，趙 波

(渤海裝備研究院 輸送裝備分院，河北 青縣 062658)

兩種UNS N08825雙金屬復合彎管耐腐蝕性能對比分析

李 濤，劉 濤，趙 波

(渤海裝備研究院 輸送裝備分院，河北 青縣 062658)

為了研究兩種UNS N08825雙金屬復合彎管的耐腐蝕性能，對A廠和B廠生產(chǎn)的金屬復合板所制造的雙金屬復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼分別取樣，進行了三氯化鐵點腐蝕試驗、晶間腐蝕敏感度的硝酸腐蝕試驗和硫酸鐵-50％硫酸腐蝕試驗。結(jié)果表明：不同廠家鋼板所制造的雙金屬復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼耐三氯化鐵點腐蝕試驗性能無差別，雖然B廠生產(chǎn)的金屬復合板制造的復合彎管耐硝酸及硫酸鐵-50％硫酸的腐蝕能力較A廠差，但均滿足技術(shù)條件的要求。

焊管；雙金屬復合管；彎管；UNS N08825；耐蝕性能

近年來，隨著管線輸送介質(zhì)成分的變化，一些國外管線開始使用雙金屬復合鋼管，同時也需要雙金屬復合彎管及復合管件。雙金屬復合鋼管、復合彎管及復合管件內(nèi)覆的不銹鋼具有良好的抗腐蝕性能，比單一使用不銹鋼管節(jié)約了成本，且又滿足了管線輸送的需要[1-6]。

本研究采用的雙金屬復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼材質(zhì)均為N08825。用于生產(chǎn)雙金屬復合彎管的復合板分別來自國外生產(chǎn)的A板和國內(nèi)生產(chǎn)的B板。對雙金屬復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼分別進行了三氯化鐵點腐蝕試驗(ASTM G48方法A[7])、晶間腐蝕敏感度的硝酸腐蝕試驗(ASTM A262方法C[8])、晶間腐蝕敏感度的硫酸鐵—50％硫酸腐蝕試驗(ASTM G28方法A[9])，以研究雙金屬復合彎管的抗腐蝕性能。

1 三氯化鐵點腐蝕試驗

1.1 試驗操作

三氯化鐵點腐蝕試驗按照標準ASTM G48的方法A進行。反應條件溫度(22±2)℃，反應時間72 h。雙金屬復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼試樣的尺寸為50mm×20mm×2mm。 評判標準 為UNS N08825雙金屬復合彎管技術(shù)規(guī)定(TTP-00000-ME-ETR-0002)[10]，技術(shù)條件要求試樣表面無點腐蝕，且試樣的平均腐蝕速率不超過4 g/m2。

1.2 試樣表面狀態(tài)

兩種雙金屬復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼試樣的編號分別為FeCl3-A01及FeCl3-B01。對反應后的兩個試樣在宏觀及20×下進行觀測，試樣6個表面均未發(fā)現(xiàn)麻點，都符合表面無點蝕的要求。

1.3 試樣的腐蝕速率

兩種雙金屬復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼試樣點腐蝕試驗結(jié)果見表1。從表1可知，雙金屬復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼兩個試樣的腐蝕速率均為0，符合技術(shù)條件腐蝕速率不超過4 g/m2的要求。

表1 三氯化鐵點腐蝕試驗結(jié)果

2 硝酸腐蝕試驗

2.1 試驗操作

晶間腐蝕敏感度的硝酸腐蝕試驗按照ASTM GA262方法C進行。反應條件為沸騰溶液，每個周期反應時間48 h，共5個周期。復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼的試樣尺寸為90mm×20mm×2mm。評判標準為UNS N08825雙金屬復合彎管技術(shù)規(guī)定(TTP-00000-ME-ETR-0002)，技術(shù)條件要求試樣5個周期腐蝕速率的平均值低于0.72mm/a。

2.2 試樣的腐蝕速率

兩種雙金屬復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼試樣硝酸腐蝕試驗結(jié)果見表2，試樣編號為HNO3-A01和HNO3-B01。從表2可知，2個試樣5個周期腐蝕速率的平均值均低于0.72mm/a，試驗數(shù)據(jù)均合格。HNO3-B01的年腐蝕速率高于HNO3-A01，說明HNO3-B01耐硝酸腐蝕的能力較HNO3-A01差，隨著反應周期的遞增，2個試樣的腐蝕速率整體上呈現(xiàn)遞增趨勢。

表2 硝酸腐蝕試驗結(jié)果

2.3 試驗前后試樣宏觀及顯微照片

圖1 硝酸腐蝕試驗前后的宏觀照片

HNO3-A01和HNO3-B01試樣硝酸腐蝕試驗前后的宏觀照片如圖1所示。由圖1可知，2個試樣反應后表面的宏觀形貌有較大區(qū)別，HNO3-A01第5周期結(jié)束后，試樣表面細小灰點增多，有較多的灰斑；HNO3-B01試樣表面腐蝕較HNO3-A01嚴重。晶間腐蝕敏感度的硝酸腐蝕試驗第5周期結(jié)束后，HNO3-A01和HNO3-B01試樣反應前后的顯微照片如圖2所示。由圖2可知，2個試樣第5周期結(jié)束后，晶粒均被腐蝕溝包圍。

圖2 硝酸腐蝕試驗前后的顯微照片 500×

3 硫酸鐵—50％硫酸腐蝕試驗

晶間腐蝕敏感度的硫酸鐵—50％硫酸腐蝕試驗按照ASTM G28方法A進行。反應條件為沸騰溶液，反應時間120 h。復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼試樣尺寸為40mm×20mm×2mm，評判標準為UNS N08825雙金屬復合彎管技術(shù)規(guī)定(TTP-00000-ME-ETR-0002)，技術(shù)條件要求UNS N08825合金母材的腐蝕速率不得超過0.5mm/a。

3.1 試驗前后試樣宏觀及顯微照片

硫酸鐵—50％硫酸腐蝕試驗反應前后2種試樣的宏觀照片如圖3所示。由圖3可知，腐蝕試驗后2種試樣表面均出現(xiàn)細小灰點。

硫酸鐵—50％硫酸腐蝕試驗2種試樣反應前后顯微照片如圖4所示。由圖4可知，F(xiàn)e2(SO4)3-A01和Fe2(SO4)3-B01兩種試樣反應后的顯微組織均出現(xiàn)明顯變化，偶有晶粒被腐蝕溝包圍，但腐蝕溝較淺。

圖4 硫酸鐵—50％硫酸腐蝕試驗前后的顯微照片 500×

3.2 試樣的腐蝕速率

2種雙金屬復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼試樣硫酸鐵—50％硫酸腐蝕試驗結(jié)果見表3。試樣編號分別為Fe2(SO4)3-A01 和Fe2(SO4)3-B01。從表3可知，2種試樣的年腐蝕速率均符合技術(shù)條件的要求。Fe2(SO4)3-B01的年腐蝕速率略高于Fe2(SO4)3-A01，說明 Fe2(SO4)3-B01 耐硫酸鐵—50％硫酸腐蝕的能力較 Fe2(SO4)3-A01差。

表3 硫酸鐵—50％硫酸腐蝕試驗結(jié)果

4 結(jié) 論

(1)對2種N08825雙金屬復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼試樣進行三氯化鐵點腐蝕試驗，腐蝕前后試樣質(zhì)量無變化，腐蝕速率均為0，且試樣表面無點腐蝕，符合技術(shù)條件的要求，2種雙金屬復合彎管的內(nèi)覆層不銹鋼耐腐蝕性能無差異。

(2)對2種N08825雙金屬復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼試樣分別進行硝酸晶間腐蝕試驗，經(jīng)過5個周期反應后，腐蝕速率均值分別為0.093 9mm/a和0.234 7mm/a，均低于技術(shù)條件要求的0.72mm/a。HNO3-B01的年腐蝕速率高于HNO3-A01，說明其耐硝酸腐蝕的能力較HNO3-A01差。隨著反應周期的遞增，2個試樣的腐蝕速率整體呈現(xiàn)遞增趨勢，第5周期結(jié)束后，晶粒均被腐蝕溝包圍。

(3)對2種N08825雙金屬復合彎管內(nèi)覆層不銹鋼試樣進行硫酸鐵—50％硫酸晶間腐蝕試驗，腐蝕速率分別為0.111 4mm/a和0.152 0mm/a，均符合技術(shù)條件的要求。Fe2(SO4)3-B01的年腐蝕速率略高于 Fe2(SO4)3-A01，說明 Fe2(SO4)3-B01 耐硫酸鐵—50％硫酸腐蝕的能力較Fe2(SO4)3-A01差。顯微組織均發(fā)生明顯變化，偶有晶粒被腐蝕溝包圍，但腐蝕溝較淺。

[1]楊瑋瑋.渤海石油裝備制造有限公司雙金屬復合熱煨彎管試制工作取得重大突破[J].鋼管，2015(2)：65-65.

[2]張西雷，馬慶樂.雙金屬復合管焊接工藝研究[J].焊管，2016(1)：45-48.

[3]顧建忠.國外雙層金屬復合鋼管的用途及生產(chǎn)方法[J].上海金屬，2000，22(4)：16-24.

[4]許愛華，院振剛，楊光，等.雙金屬復合管的施工焊接技術(shù)[J].天然氣與石油，2010，28(6)：22-28.

[5]王新.雙金屬復合管焊接工藝與應用[J].電焊機，2011，47(7)：71-73.

[6]孫育祿，白真，張國超，等.油氣田防腐用雙金屬復合管研究現(xiàn)狀[J].全面腐蝕控制，2011，25(5)：10-13.

[7]ASTM G48—2011，Standard test methods for pitting and crevice corrosion resistance of stainless steels and related alloys by use of ferric chloride solution[S].

[8]ASTM A262—2015，Standard practices for detecting susceptibility to intergranular attack in austenitic stainless steels[S].

[9]ASTM G28-02—2008，Standard test methods for detecting susceptibility to intergranular corrosion in wrought,nickelrich，chromium-bearing alloys[S].

[10]TTP-00000-ME-ETR-0002—2015，UNS N08825 雙金屬復合彎管技術(shù)規(guī)定[S].

Comparative Analysis on Corrosion Resistance Properties of Two Kinds of UNS N08825 Bimetal Composite Bends

LI Tao，LIU Tao，ZHAO Bo
(Transmission Equipment Institute,CNPC Bohai Equipment Research Institute,Qingxian 062658,Hebei,China)

In order to study the corrosion resistance of two kinds of UNS N08825 bimetal composite bends,it sampled respectively from bimetal composite bends inner cladding stainless steel made of metal composite plate from A factory and B factory,and carried out ferric chloride pitting corrosion test,nitric acid corrosion test of intergranular corrosion sensitivity and ferric sulfate-50％sulfuric acid corrosion test.The results showed that the corrosion resistance property of ferric chloride solution pitting corrosion of bimetal composite bends inner cladding stainless steel made by different metal clad plate has no difference.Although the corrosion resistance property of composite bends nitric acid corrosion and ferric sulfate-50％sulfuric acid manufactured in B factory is less than that of A factory,but both can meet the requirements of technical conditions.

welded pipe;bimetal composite pipe;bends;UNS N08825;corrosion resistance property

TG113.231

B

10.19291/j.cnki.1001-3938.2016.08.009

李 濤(1983—)，女，重慶涪陵人，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事石油輸送鋼管材料的開發(fā)與試驗等工作。

2016-04-06

謝淑霞