Формирование структуры и свойств коррозионностойкого биметаллического проката, получаемого с использованием метода электрошлаковой наплавки

• Автор: Рыбкин, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 220 с. : ил.

Содержание
Г
Ведение

Глава I. Литературный обзор.

1.1 Основные свойства и области применения коррозионностойкого биметаллического проката. Анализ эффективного использования коррозионностойкого биметалла для традиционных потребителей.
1.2 Механизмы коррозии оборудования нефтедобычи и требования к коррозионной стойкости и другим характеристикам используемых материалов. Анализ мирового опыта использования коррозионностойких сталей и биметаллов в процессе добычи и транспортировки нефти и газа

1.2.1.Механизмы коррозионных повреждений нефтепромы

елового оборудования

1.2.2.Использование коррозионностойких материалов в процессе добычи и транспортировки нефти и газа

1.3. Основные способы производства коррозионностойких би

металлов.
1.3.1. Пакетная прокатка
1.3.2.Сварка взрывом
1.3.3. Литейное плакирование
1.3.4. Непрерывная отливка
1.3.5. Электрошлаковая сварка.
1.3.6.Многослойная наплавка.
9 1.3.7. Наплавка под слоем обогреваемого шлака.
1.3.8. Широкослойная электрошлаковая наплавка.
1.3.9. Сравнительная характеристика разных способов получения биметаллов. Преимущества способа широкослойной электрошлаковой наплавки
1.4. Особенности формирования структуры и свойств коррозионностойких биметаллических листов в процессе термической обработки
1.5. Постановка задачи исследования
Глава И. Постановочный промышленный эксперимент. Подготовка образцов и выбор методик исследования.
2.1.Металловедческие принципы определения оптимальных технологических режимов производства двухслойных заготовок и листов
2.1.1. Условия обеспечения качественного соединения слоев при получении двухслойных заготовок методом ЭШН.
2.1.2. Обеспечение высокой коррозионной стойкости и качественной поверхности плакирующего слоя при получении двухслойных заготовок методом ЭШН
2.1.3. Формирование оптимальной структуры и свойств биметалла при сохранении качественного соединения слоев в процессе горячей прокатки и термической обработки
2.2. Разработка и опробование предварительной технологической схемы получения двухслойных заготовок и листов с использованием метода вертикальной электрошлаковой наплавки.
2.2.1. Технологическая схема производства опытной партии двухслойных листов .
2.2.2. Производство слябов основного слоя.
. 2.2.3. Производство расходуемых электродов
2.2.4. Разработка технологии электрошлаковой наплавки на печах ЭШПЮГ.
2.3. Горячая прокатка биметаллических слитков и слябов.
2.3.1 .Прокатка слитков на стане .
2.3.2. Прокатка слябов на стане .
2.4. Материал и методики исследования
Глава III. Исследование влияния технологических параметров на качество соединения слов, структуру и свойства переходной зоны
3.1.Исследование влияния технологических параметров наплавки на качество соединения слоев и выход годного биметалла ком
позиции Г2СХ.
3.2.Исследование микроструктуры, микротвердости и распределения хрома в граничной зоне двухслойных листов.
Глава IV. Исследование формирования химического состава, структуры и свойств основного и плакирующего слоев биметалла в процессе ЭШН, горячей деформации и термической обработки
4.1. Исследование формирования химического состава слов биметалла композиции Г2С Х
4.2. Исследование формирование микроструктуры основного и плакирующего слоев.
4.3. Исследование формирование механических свойств биметалла .
Глава V. Выпуск промышленных партий двухслойных листов и изготовление из них оборудования.
5.1. Изготовление промышленной партии двухслойных листов марки Г2СХ
5.2. Изготовление оборудования из двухслойных листов марки Г2СХ.
Глава VI. Разработка рекомендаций по технологическим параметрам производства и выпуск опытных партий биметаллических сварных и бесшовных труб с опробованием их у потребителя.
6.1. Разработка технологической схемы производства, технических требований и выпуск опытных партий сварных биметаллических труб из двух или трехслойного проката, полученного с использованием метода ЭШН
6.2. Разработка технологической схемы производства, технических требований и выпуск опытных партий биметаллических бесшовных труб с использованием метода ЭШН.
6.3. Строительство экспериментальных участков трубопроводов из биметаллических коррозионностойких труб и оценка ресурса
их эксплуатации.
Глава VII. Экономическая эффективность использования новых коррозионностойких биметаллических материалов
Выводы.
Литература


Основным механизмом коррозии нефтепромысловых трубопроводов, который достаточно исследован, является электрохимическая коррозия 9. При отсутствии воды в транспортируемой нефти или нефтяном газе проблемы внутренней коррозии труб, как правило, не возникает. Необходимым условием протекания коррозионных процессов является присутствие водной фазы. Поэтому основными объектами коррозионного разрушения на промыслах являются водоводы и нефтегазосборные трубопроводы, а также нефтяные резервуары, особенно днища и нижние пояса, находящиеся в контакте с подтоварной водой . Авторы работ 6 и считают, что коррозионный процесс в рассматриваемых условиях в основном протекает с кислородной деполяризацией. Об этом свидетельствует изучение кинетики электродных процессов путем снятия гальваностатических поляризационных кривых в минерализованных средах. Показано, что скорость коррозии железа или стали в таких средах определяется концентрацией растворенного кислорода и скоростью его подвода к корродирующей поверхности. В работе отмечается, что кислород попадает в подтоварные воды в результате технологических погрешностей нефтесборных сетей и в процессе нефтепромысловой подготовки нефти, и его содержание может достигать мгл. На анодных участках металл отдает в раствор двухвалентные ионы железа, которые, соединяясь с гидроксильными ионами ОН превращаются в гидроксид двухвалентного железа РеОН2. В присутствии кислорода и воды РеОН2 окисляется в гидроксид трехвалентного железа, образующего ржавчину 4РеОН2 2Н 4Ре ОН3. Такой механизм коррозии является наиболее характерным для нейтральной подтоварной воды . Следует отметить, что в присутствии ионов Н возможна и водородная деполяризация разряд у поверхности ионов водорода по реакции 2Н 2е Нг . По данным работы влияние на скорость коррозии при кислородной деполяризации мало, т. Однако от значений зависит характер распространения коррозии с увеличением значений более 7,4 равномерная коррозия переходит в язвенную. В работе отмечается, что и для газопроводов нефтяных промыслов транспортирующих нефтяной газ с жидким концентратом, образующимся изза выноса жидкости, нефти и воды, из сепарационных узлов и изза конденсации углеводородов газа и водяных паров при снижении температуры газа по трассе до температуры грунта общая коррозия происходит в виде электрохимического растворения металла с образованием черных продуктов коррозии, которые при достаточно высоких значениях отлагаются на поверхности или растворяются в электролите при низких значениях . Увеличение скорости перемещения среды приводит к ускорению коррозии с кислородной деполяризацией, т. При этом скорость коррозии углеродистых и низколегированных сталей составляет 0, ммгод и более. Скорость коррозии коррозионностойких сталей в этих условиях примерно на два порядка ниже и составляет по данным работы 8 не более 0, ммгод. Существенное влияние на скорость коррозии с кислородной деполяризацией оказывает минерализация среды 6, . С ростом минерализации воды скорость коррозии возрастает, проходит через максимум и затем уменьшается. Возрастание скорости коррозии. При дальнейшем увеличении минерализации скорость коррозии снижается изза уменьшения растворимости кислорода в воде, изза затруднения в условиях вязкой среды диффузионных процессов, а также изза уменьшения электрохимически активной площади металла в условиях конкурирующей адсорбции ионов хлора 6. При коррозии нефтяных резервуаров максимум скорости коррозии находится в области значений минерализации около гл. По мере повышения скорости движения среды возрастает абсолютная величина максимума скорости коррозии и он смещается в область более высоких значений минерализации среды. Можно считать, что при значениях минерализации воды, характерных для промыслов Западной Сибири до гл, скорость общей коррозии трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей достаточно высока и достигает 0,,4 ммгод 8. При более высоких значениях минерализации транспортируемой среды до 0 гл на промыслах Восточной Сибири достаточная стойкость трубопроводов против общей коррозии может быть обеспечена при использовании углеродистых и низколегированных сталей.