ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 5
ГЛАВА 1 ........................................................................................................................... 9
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ............................................................................................. 9
1.1 Повышение эксплуатационных свойств трубных сталей .................................. 9
1.1.1 Морфология бейнитов .................................................................................. 10
1.1.2 Механические свойства бейнитов ................................................................... 16
1.2 Коррозионное разрушение сталей в нефтепромысловых средах ....................... 18
1.2.1 Виды коррозионного разрушения ................................................................... 19
1.2.2 Углекислотная коррозия ................................................................................... 21
1.2.2.1 Влияние состава нефтепромысловых сред и условий эксплуатации ....... 25
1.2.2.2 Влияние химического и фазового составов и структуры стали ............... 30
1.3 Эволюция структуры и изменение свойств бейнитов с ростом температуры
отпуска ............................................................................................................................ 34
Выводы по главе 1 ......................................................................................................... 38
ГЛАВА 2 ......................................................................................................................... 39
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИСПЫТАНИЙ ...................................................... 39
2.1. Объекты исследований .......................................................................................... 39
2.2. Методы исследований ........................................................................................... 40
2.2.1 Химический анализ ........................................................................................... 40
2.2.2 Термическая обработка .................................................................................... 40
2.2.3 Дилатометрические исследования .................................................................. 41
2.2.4 Испытания на прокаливаемость ...................................................................... 42
2.2.5 Металлографический анализ сталей ............................................................... 42
2.2.6 Рентгеноструктурный анализ ........................................................................... 43
2.2.7 Механические свойства .................................................................................... 44
2.2.7.1 Испытания на растяжение ....................................................................... 44
2.2.7.2 Измерение ударной вязкости ..................................................................... 44
2.2.7.3 Измерение твердости ................................................................................ 45
2.2.7.4 Измерение микротвердости ...................................................................... 45
2.2.8 Метод внутреннего трения ............................................................................... 45
3
2.2.9 Коррозионные испытания ................................................................................ 46
2.2.9.1 Углекислотная коррозия [126] .................................................................. 46
2.2.9.2 Испытание металла на стойкость к сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением (СКРН) по стандарту NACE TM0177 (метод А) ................................................................................................................. 48
2.2.9.3 Оценка критического коэффициента интенсивности напряжений в вершине коррозионной трещины К1ssc по стандарту NACE TM0177 (метод Д) ................................................................................................................................... 51
2.2.9.4 Коррозионные испытания по стандарту NACE TM0284 на стойкость металла труб к водородному растрескиванию (ВР) .......................................... 53
2.2.10 Промысловые испытания труб ...................................................................... 55
Выводы по главе 2 ......................................................................................................... 57
ГЛАВА 3 ......................................................................................................................... 58
КОРРОЗИОННОЕ РАЗРУШЕНИЕ НЕФТЕГАЗОПРОВОДНЫХ ТРУБ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ В АГРЕССИВНЫХ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ СРЕДАХ [130, 131] ........................................................ 58
3.1 Промысловые испытания ....................................................................................... 58
3.1.1 Входной контроль ............................................................................................. 60
3.2 Результаты исследований труб после промысловых испытаний ....................... 63
Выводы по главе 3 ......................................................................................................... 77
ГЛАВА 4 ......................................................................................................................... 78
ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРЫ И ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ БЕСКАРБИДНОГО РЕЕЧНОГО БЕЙНИТА С РОСТОМ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТПУСКА [139] .............. 78
4.1 Формирование структуры и свойств низкоуглеродистого бейнита в стали 08ХФА ............................................................................................................................ 78
4.1.1 Структурное состояние после закалки в воду ................................................ 81
4.1.2 Изменение структурного состояния с ростом температуры отпуска .......... 83
Выводы по главе 4 ......................................................................................................... 92
ГЛАВА 5 ......................................................................................................................... 93
ОСВОЕНИЕ БЕЙНИТНЫХ СТРУКТУР В ПРОИЗВОДСТВЕ ТРУБ НЕФТЯНОГО СОРТАМЕНТА [145, 146] ............................................................................................ 93
5.1 Повышение прочности и коррозионной стойкости нефтегазопроводных труб 93
5.1.1 Влияние температуры отпуска на изменение структуры и свойств реечного бескарбидного бейнита .............................................................................................. 94
5.1.1.1 Сформировавшиеся структуры после закалки в воду ................................ 97
4
5.1.1.2 Изменение структурного состояние и свойств с ростом температуры отпуска......................................................................................................................... 99
5.2 Производство обсадных труб из низкоуглеродистых низколегированных сталей ............................................................................................................................ 109
5.2.1 Результаты исследований ............................................................................... 109
Выводы по главе 5 ....................................................................................................... 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 119
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................... 121
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ........................................................................................................ 136
