输送H2S介质的压力管道维修焊接工艺研究

论文摘要

随着石油天然气化工产业的发展,服役管道的数量越来越多,随着管道使用时间的延长,在输送油气过程中常常会因输送管内含有H2S腐蚀性介质等原因造成管壁减薄或管道断裂失效需要修复,因此,输送介质的压力管道维修不但工作量巨大,而且由于输送H2S介质的服役管道焊接时易产生结晶裂纹和应力腐蚀裂纹等原因施工难度大、返工率高,已成为天然气管道后期维护中急需解决的问题。本文以二种输送H2S介质的服役管道为研究对象,通过材料成分检测、热处理和焊接工艺试验对管道的焊接工艺—组织—性能之间的关系进行了系统的研究。首先对管道腐蚀产物进行了XRD分析,结果表明：管道内壁的腐蚀主要由H2S引起的,因此,焊前对管口进行950℃C-1000℃C培烧处理对去除硫化物、改善材料的组织性能有一定积极作用；其次,通过对焊接接头的组织和性能表征，建立了输送H2S介质压力管道维修的焊接工艺和接头组织性能的关系。其中,(小线级量焊接是保证焊接接头质量的关键；焊后650℃×1h的热处理,可以有效降低焊接引起的残余应力,这对H2S腐蚀环境下产生应力腐蚀裂纹有较好的预防作用。通过一系列的焊接工艺试验,对输送H2S介质的服役管道焊接接头进行了全面的评价,最终确定了输送H2S介质压力管道维修的焊接工艺参数。通过上述系统的研究,形成了输送H2S介质的服役管道的热处理工艺和焊接工艺技术,为我国服役天然气管道的修复焊接提供了理论基础和科学依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外在役管道焊接修复标准
• 1.2 在役管道维修过程中的主要焊接质量问题
• 1.3 管道维修焊接施工工艺
• 1.4 管道维修施工焊接质量控制
• 1.5 本课题研究的目的和意义
• 1.6 本课题研究的主要内容
• 1.6.1 本课题研究的主要内容
• 1.6.2 本课题研究的创新点
• 第二章 试验用材料
• 2.1 试验材料的服役环境
• 2.2 试验材料的化学成份及其机械性能
• 2.3 试验材料敏感元素的检测
• 2.4 试验母材的显微组织
• 2.5 试验材料腐蚀产物分析
• 2S用20钢管焊接工艺试验研究'>第三章 输送H₂S用20钢管焊接工艺试验研究
• 3.1 焊接方法及设备的选择
• 3.1.1 焊接方法的选择
• 3.1.2 选用的焊接方法简介
• 3.2 焊接材料的选择
• 3.2.1 手工弧焊焊条的选择
• 3.2.2 钨极氩弧焊焊丝的选择
• 3.3 焊接工艺参数的选择
• 3.3.1 手工电弧焊工艺参数的选择
• 3.3.2 钨极氩弧焊工艺参数的选择
• 3.3.3 焊后热处理工艺参数的选择
• 3.4 焊接技术及操作要领
• 3.5 管道的焊接试验
• 3.5.1 焊前准备
• 3.5.2 管道焊接工艺试验方案
• 3.5.3 管道焊接工艺试验1
• 3.5.4 管道焊接工艺试验2
• 3.5.5 管道焊接工艺试验3
• 第四章 接头金相组织分析
• 4.1 低碳钢焊接接头的显微组织
• 4.2 金相试样制备
• 4.3 接头金相组织分析
• 4.4 热处理后接头金相组织分析
• 第五章 接头力学性能试验及评定
• 5.1 焊接接头拉伸试验
• 5.1.1 拉伸试验的目的和特点
• 5.1.2 拉伸试验
• 5.1.3 拉伸试验结果、分析
• 5.2 焊接接头弯曲试验
• 5.2.1 弯曲试验的目的和特点
• 5.2.2 弯曲试样制备
• 5.2.3 弯曲试验
• 5.2.4 弯曲试验结果与分析
• 5.3 焊接接头冲击试验
• 5.3.1 冲击试验原理
• 5.3.2 冲击试验
• 5.3.3 试验数据及其分析
• 5.4 硬度试验
• 5.4.1 HRB试验原理及特点
• 5.4.2 HRB硬度试验
• 5.4.3 HRB试验数据及分析
• 5.4.4 HV硬度试验
• 5.4.5 HV试验数据及分析
• 5.5 应力测试
• 5.5.1 试验方法
• 5.5.2 测试数据及分析
• 2S介质的压力管道维修焊接工艺规范'>第六章 输送H₂S介质的压力管道维修焊接工艺规范
• 2S介质压力管道维修的焊接工艺制订原则'>6.1 输送H₂S介质压力管道维修的焊接工艺制订原则
• 2S介质压力管道维修的焊接工艺规范'>6.2 输送H₂S介质压力管道维修的焊接工艺规范
• 第七章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要