توسعه لوله فولادی مقاوم در برابر سایش برای خط لوله زیردریایی دیوار ضخیم X70
خط لوله زیردریایی جزء اصلی سیستم توسعه و تولید میادین نفت و گاز دریایی است و سریع ترین، ایمن ترین، مقرون به صرفه ترین و قابل اطمینان ترین روش حمل و نقل برای انتقال مداوم مقدار زیادی نفت و گاز است. این یک وسیله حمل و نقل موثر تبدیل شده است که به طور گسترده در صنعت نفت و گاز دریایی استفاده می شود و به عنوان "خط نجات" در سیستم تولید نفت و گاز دریایی شناخته می شود. از سال 1954، شرکت Brown & Root اولین خط لوله زیردریایی جهان را در خلیج مکزیک ایالات متحده در بیش از نیم قرن احداث کرد، طول کل خط لوله زیردریایی که توسط کشورهای جهان ایجاد شده است به بیش از 100 رسیده است. 2}} کیلومتر و عمق آن تا 3052 متر است. فناوری خط لوله زیردریایی چین هنوز در مرحله اولیه است و شکاف خاصی با کشورهای پیشرفته جهان وجود دارد، مشکلات فنی زیادی وجود دارد.
محیط دریایی بدتر از زمین است، در مقایسه با لوله زمینی، لوله دریایی در دمای پایین، فشار بالا، محیط کاری خوردگی قوی است، بنابراین با در نظر گرفتن ویژگی های محیط خدمات خط لوله دریایی، قدرت زیردریایی خط لوله، چقرمگی دمای پایین، عملکرد فشاری، دقت ابعادی و سایر شاخصها الزامات سختی دارند. با توجه به خاص بودن وسایل تخمگذار و محیط استفاده از خط لوله زیردریایی، در طراحی خط لوله زیردریایی برای اطمینان بهتر از استحکام یکسان، حدود بالا و پایین خصوصیات عمودی و افقی بدنه لوله مطرح شده است و لوله دریایی نیز نیازمند است. پلاستیسیته خوب و مقاومت در برابر خوردگی خاص.
با توسعه بهره برداری از نفت دریایی از دریا به اعماق دریا، لوله فولادی باید ظرفیت فشار زیادی داشته باشد، بنابراین فولاد مورد استفاده در خط لوله زیردریایی در جهت ضخامت دیواره بزرگ و عیار فولاد بالا در حال توسعه است. در حال حاضر، لوله های فولادی X65 به طور گسترده در ساخت خطوط لوله زیردریایی در چین مورد استفاده قرار گرفته اند، و این روند به توسعه لوله های فولادی مقاوم در برابر سایش برای خطوط لوله زیردریایی X70 با استحکام بالا و دیواره ضخیم بالاتر مناسب برای خطوط لوله عمیق تبدیل شده است. خدمات دریایی
استحکام بالا، چقرمگی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و جوشکاری آسان از الزامات اساسی فولاد خط لوله زیردریایی است. به منظور تامین ایمنی ساخت و ساز و محیط خدماتی خط لوله زیردریایی، ثبات استحکام طولی و عرضی و انعطاف پذیری بالای لوله مورد نیاز است. فولاد مقاوم در برابر سایش خط لوله با عملکرد بالا باید با بنیت کربن بسیار کم یا ساختار فریت سوزنی بسیار کم کربن مشخص شود، به طوری که دارای استحکام بالا، چقرمگی بالا و سازگاری جوش خوب در همان زمان دارای مقاومت پارگی پویا بالا باشد. فن آوری ذوب فولاد خالص مانند عملیات بسیار کم S و کلسیم در فرآیند فولادسازی مورد نیاز است. در نورد گرم، از تکنیک های نورد کنترل شده و خنک کننده کنترل شده برای به دست آوردن ساختار فریت سوزنی شکل خالص و یکنواخت استفاده می شود.
با توجه به شرایط فنی لولههای فولادی برای خطوط لوله اعماق دریا در دریای چین جنوبی، محققان یک لوله فولادی با دیواره ضخیم X70 با گرید Φ765.2mm×31.8mm فولادی مقاوم در برابر سایش برای خطوط لوله زیردریایی ایجاد کردهاند. با آزمایش لوله فولادی، استحکام تسلیم طولی و عرضی بدنه لوله فولادی بیشتر یا مساوی 55{18}}MPa است، استحکام کششی بیشتر یا مساوی 660مگاپاسکال، حداقل است. نسبت تسلیم 0.81، استحکام کششی جوش 695 مگاپاسکال، ازدیاد طول یکنواخت 7.6% و ازدیاد طول بعد از شکست 54% است. در -20 درجه، میانگین انرژی ضربه بدنه لوله 340 ژول و متوسط انرژی ضربه اتصال جوش داده شده 168 ژول است. در 0 درجه، حداکثر مقدار مشخصه CTOD δm به 0.688mm می رسد، حداقل اتصال جوش داده شده 0.222mm، و حداقل منطقه تحت تاثیر حرارت 0.280mm است. خواص مقاومت در برابر ترک خوردگی هیدروژن، خوردگی تنش سولفیدی و خوردگی اسپری نمک در مواد پایه، ناحیه متاثر از حرارت و جوش خوب است. نتایج آزمایش نشان می دهد که لوله فولادی X70 دارای خواص بسیار خوبی از جمله انعطاف پذیری قوی، چقرمگی در دمای پایین، چقرمگی شکست و مقاومت در برابر خوردگی است و برای حمل و نقل نفت و گاز در محیط خدمات دریایی مناسب است.
