Коррозионно-механическое разрушение бейнитных структур в нефтепромысловых средах

Основным направлением в решении проблемы повышения надежности промыслового оборудования является создание новых сталей с более высоким сопротивлением коррозионно-механическому разрушению. В настоящее время для изготовления нефтегазопроводных систем используются низкоуглеродистые низколегированные стали, в которых при закалке в воду образуется реечный бескарбидный бейнит. Такая структура дает сочетание высокой прочности и сопротивления хрупкому разрушению. Однако вопросы повышения коррозионной стойкости остаются нерешенными. Цель работы – установить структурное состояние низкоуглеродистых низколегированных трубных сталей, обеспечивающее сочетание высоких механических свойств с повышенной коррозионной стойкостью в нефтепромысловых средах. Исследования проводились на сталях последнего поколения 08ХФА, 08ХФМА и 05ХГБ, наиболее распространенных при изготовлении нефтегазопроводных труб. Образцы для исследования вырезались из труб и закаливались из аустенитной области в воду, что формировало структуру реечного бескарбидного бейнита. Закаленные образцы подвергались отпуску при температурах 200, 300, 400, 500, 600 и 700 °С. Для установления связи между морфологией бейнитных структур и их свойствами образцы после закалки и отпуска с каждой температуры подвергались металлографическому анализу, рентгеноструктурному анализу, механическим испытаниям, испытаниям на стойкость к коррозии. В работе показаны последовательность трансформации структуры, температурные интервалы фазовых и структурных превращений, изменения механических свойств и коррозионной стойкости, происходящие при отпуске реечного бескарбидного низкоуглеродистого бейнита. Показано, что отпуск реечного бескарбидного бейнита (стали 08ХФА, 08ХМФА и 05ХГБ) не влияет на скорость углекислотной коррозии. Установлено, что средний отпуск формирует структурное состояние бескарбидного низкоуглеродистого реечного бейнита, обеспечивающее сочетание высоких механических свойств и высокой коррозионной стойкости в нефтепромысловых средах. Для каждой из исследуемых сталей приводятся рекомендуемые режимы термообработки.