Вы будете смеяться, но XDocument не представляет собой данные Xml - XDocument - это семантически - файл. Так что нет проблем передавать его хоть строкой, хоть byte[].

Вообще, зачем вы используете XDocument? Используйте XElement.
XDocument содержит единственный коренной элемент. Вот для него используйте XElement, его и передавайте.

Если вы ждете, что вы сформируете XDocument который должен подменить собой Xml документ, который будет реально передан в результате вызова вебсервиса, то вы этого не добетесь, потому что вызов вебсервиса уже включает этот функционал.

XmlRootAttribute поможет вам сформировать для класса сериализацию таким образом, чтобы корневой элемент назывался как вам надо.

Смотрите XML Serialization with XML Web Services

XLinq В 1775 году Парижская академия наук приняла решения не рассматривать заявки на патентование вечного двигателя из-за очевидной невозможности их создания.
так вот - вы не велосипед изобретаете, а именно вечный двигатель, и ваш пост я, конечно, распечатю и повешу в золотой рамке, как пример такой абсурдной заявки наших времен. С сериализацией и так ясно - не сериализуется.