新一代大输量油气管材制造关键技术研究进展

针对目前大输量油气管道建设的需要,分析了新一代大输量油气管道用X80钢级大直径、厚壁埋弧焊管制造及应用的几个热点问题和关键技术。主要包括:基于良好焊接性的管材合金成分设计;X80钢级厚壁管线钢低温韧性及DWTT控制;厚壁管材多丝埋弧焊焊缝及热影响区韧性控制技术;大直径、厚壁X80埋弧焊管残余应力控制以及适合于现场施工自动焊的管端几何尺寸高精度控制技术等。旨在为我国X80钢级大直径油气输送管材工程化生产和超大输量管线建设提供支持和参考。     

X80级管线钢管工程应用的几个问题

在对国内外大量文献和实际管道建设情况调研分析的基础上,结合国内X80级管线钢管的研究开发和产品试制结果,对我国管道界普遍关心的X80级管线钢管工程应用中的几个问题进行了论述.结果表明,采用高压输送及选用高钢级管材可以大量节约建设成本,是天然气管道发展的重要趋势.X80级已是国际上成熟的和标准的管线钢钢级,国际上在管道设计、生产、施工和运营等方面已有成熟经验.国内经过几年的研究开发首批试制的X80级管线钢管质量指标满足要求严格的X80级管线钢管应用工程标准要求,钢管实物质量与国外同类产品处于同一水平.国际上对输送普通天然气的X80级管道的断裂控制问题已经解决,根据对X80级管道启裂韧性和止裂韧性的分析研究及管道运行安全性的分析,用减薄壁厚的X80级替代X70级是安全的,也是可行的.未来X80级管线钢管在国际上的应用将会越来越广泛.实施X80级管线钢管工程应用是十分必要的.建议在未来大口径高压输气管线中优先选用X80级管线钢管.     

TAP项目X100钢管的制造

为了研究X100高钢级管线钢管在真实工况下生命周期内的完整性,ENI集团起动了TAP(Trasporto Gas Alta Pressione)项目,目的在于确认使用新开发的X100钢所制造的高压力管线的经济可行性、技术可靠性以及可施工性是否满足要求.简要介绍了TAP项目的概况和新开发的X100钢板的制造.重点分析了用...     

遵循正确的技术方向 合理确定西气东输二线技术方案

分析了国外发展长距离、大输量输气管道存在的两个不同的技术发展方向,指出我国事实上已经走上了与北美和西欧相似的技术发展道路,在建设西气东输二线时应当继续遵循这一技术方向。提出实施本项目任何技术方案的前提是所需要的管线钢和钢管必须基本立足国内,才能保证可靠的资源供给和减少投资,为此应当使该管道在一级地区能够使用螺旋缝埋弧焊接钢管。建议采用X80钢级、12MPa输气压力、1219mm（48in）管径的技术方案,这一方案的技术优势是:此时一级地区钢管的壁厚为18.4mm,国内可以提供全部X80钢级的热轧卷板和螺旋埋弧焊管。建议不再考虑管径1422mm的方案并分析了原因。指出要完成本项工程的关键是要有强有力的集中领导,能够把全国相关的力量协调起来,通力合作。建议在抓紧解决钢材、制管、弯管、管件等材料问题的同时,应注意以西气东输二线的需求带动高压、大直径输气管道关键设备的国产化。     

X100管线钢管的技术要求及研究开发

结合X100管线钢管开发研究成果,对X100管线钢管开发研究中普遍关注的断裂控制、高屈强比、各向异性、缺陷容限和韧脆转变行为等主要问题进行了分析讨论。研究结果表明,用DWTT试验和Battelle总结的85%SA对应温度经验方法能准确预测X100钢管的韧脆转变温度和断裂行为;目前只有全尺寸实物爆破试验法是适用于X100管线裂纹止裂行为预测的可靠方法。因此,X100管线钢管的应用还需根据具体管线服役工况,在API SPEC 5L标准基础上,补充屈强比、止裂韧性及DWTT等关键技术指标的要求,以保证X100管线的服役安全。     

日本新日铁X80级管线钢管研究概述

简要介绍了世界上已建的X80级管线工程。重点介绍了日本新日铁X80级UOE钢管的生产工艺和力学性能,并根据中国西气东输二线工程备选设计方案采用日本HLP提供的模拟方法对X80级输气管道延性断裂扩展行为进行了模拟计算。计算结果表明,中国西气东输二线工程备选方案对延性断裂的止裂韧性要求较高。     

X80级管线钢在高压大流量输气管道上的应用与发展前景

简单介绍了X80级管线钢在国外输气管道上的应用情况。介绍了澳大利亚业界对X80级管线钢应用方面的分析和观点，国外在应用X80级管线钢方面的标志性工程以及基于应变的管道极限状态设计方法。总结了《2004北京X80级管线钢及钢管国际研讨会》的主要结论，并对国内应用X80级管线钢的发展前景作了分析与建议：①将X80级管线钢应用于高压大流量输气管道已经是一项成熟的技术，可以带来可观的经济效益；②高压、大流量输气管道使用的管线钢新一轮的升级正在到来；③及时了解X80级管线钢的性能和管道设计、钢管制造、现场施工等特点，对长距离、高压、大流量输气管道钢级的选择，能做出正确决策。     

X65钢级φ762mm×28.6/30.2mm海底直缝埋弧焊管

2009年我国南海深水天然气项目正式启动,该项目所需钢管为X65钢级φ762mm×28.6/30.2mm海底直缝埋弧焊管,设计压力23.9MPa,技术要求远高于陆上管线。巨龙钢管公司通过与钢厂开展联合技术攻关,先后解决了板材强度、韧性及焊接性等难题,开发出海底厚壁钢管成型、焊接、扩径、水压等工艺技术及工装模具,系统掌握了海底、厚壁钢管的制造工艺技术,按期完成3.15×104t海底管线用钢管的生产任务。研制钢管的力学性性能优良,母材、焊缝及熔合线位置的夏比冲击功平均值分别达450J、193J和290J,DWTT剪切面积平均达94%,同时具有极高的外观尺寸精度。该项目实现了我国深海高压油气输送钢管的国产化,为大壁厚、大应变、耐腐蚀等钢管以及超神海底管线用焊管的研制生产积累了经验。     

我国天然气管道应用技术领跑国际

<正>2017年9月5日获悉,经过5年攻关,"第三代大输量天然气管道工程关键技术研究"重大科技专项通过中国石油验收。这项关键技术的成功,巩固了我国在天然气管道应用技术方面的国际领跑地位。为保障国家能源安全,中国石油2012年7月在大规模管道建设进程方面设立"第三代大输量天然气管道工程关键技术研究"重大科技专项,针对X 90/X 100超高强度钢管应用技术、0.8设计系数应用技术和管径1 422 mm X 80管线钢管应用技术展     

高钢级天然气输送管线钢强度特性

近十年来,随着天然气耗用量增大．管线钢技术也有了很大的发展,天然气能够安全、经济地输送,管线至关重要。比如近海天然气田深水管线对管线管壁厚和高韧性的要求,又如长距离输气管线对管线钢强度的要求在X80钢级以上,用以降低输气成本。为满足上述对安全和经济性的要求,制钢技术得到充分发展,X100级钢也因此得到进一步研究。然而,为使X100级钢管用于管线建设,还需要对X100钢的各种特性进行深入研究。如变形行为特征、焊接设计、动态延性断裂止裂、管材性能、X100管线建设规范等。     

大输量天然气管道工程用特厚壁X80M热轧板卷的开发

针对中俄东线等大输量天然气管道工程用X80钢级螺旋埋弧焊管对热轧板卷提出的技术要求,介绍了武汉钢铁有限公司21.4 mm特厚壁X80M热轧板卷的成分工艺设计,统计分析了批量生产X80M热轧板卷的化学成分、力学性能、低温韧性和显微组织,以及钢管的低温韧性。结果表明:武汉钢铁有限公司为中俄东线天然气管道工程开发的螺旋埋弧焊管用21.4 mm特厚壁X80热轧板卷组织为细小均匀的针状铁素体+弥散分布的M/A岛,低温韧性优异,各项理化性能全部满足管道工程技术标准要求。     

X90钢级大直径螺旋埋弧焊管的研制

为了响应管道建设向高强度、高压力的发展趋势,采用低C、高Mn和Mo-Cr-Ni-Cu-Nb-Ti合金设计体系和控轧控冷技术,开发出以粒状贝氏体为主,辅之少量板条状贝氏体铁素体的X90管线钢。通过对低应力成型技术及焊接技术等制管工艺的研究,成功开发出X90钢级Φ1 219 mm×16.3 mm超高强度螺旋埋弧焊管。按照标准对该产品进行了组批性能检测,结果显示,钢管管体横向屈服强度625~740 MPa,抗拉强度715~835 MPa,焊缝抗拉强度770~825 MPa;焊接接头最大硬度小于270HV10;-10 ℃下管体横向平均冲击功大于340 J,热影响区平均冲击功大于197 J,焊缝平均冲击功大于133 J;0 ℃下管体横向DWTT剪切面积均为100%。结果表明,开发的钢管具有优异的强度、塑性及韧性匹配,焊接性能良好。     

X80～X120高钢级管线钢的最新进展

介绍了高强度管线钢的制造技术概况,分析和讨论了X80,X100和X120级钢板、钢管的显微组织和力学性能;通过UOE模拟装置,对从钢板到钢管成型后力学性能的变化进行了评价,所测试的X80钢板和钢管具有优异的落锤撕裂试验(DWTT)性能;对X80管线管的变形能力进行了评价,其屈曲能力符合DNV和API规范;研制的X100钢可以制成具有适当性能的UOE钢管;进行了X120管线钢的研制,其拉伸性能完全符合目前研究所要求的性能指标。     

西气东输一、二线管道工程的几项重大技术进步

提高管线钢强度级别和管道输送压力是天然气输送管道的发展趋势,是输气管道技术进步的重要标志。近年来,我国管道企业和相关科研院所联合攻关,取得了一批关键技术成果,使西气东输(为便于区别,以下称为西气东输一线)和西气东输二线等国家重点管道工程的设计压力和钢管强度级别达到或领先于同时期的国际水平。这些成果包括:①研制了X70、X80钢级高性能管线钢及焊管、管件;②突破国际上螺旋缝埋弧焊管的使用禁区,确立了具有中国特色的"大口径高压输送主干线螺旋缝埋弧焊管与直缝埋弧焊管联合使用"的技术路线;③在国内首次研究了高压输气管道动态断裂与止裂问题,分别采用Battelle简化公式和Battelle双曲线法预测了西气东输一线和西气东输二线等管道延性断裂的止裂韧性;④在国内首次研究了油气管道基于应变的设计方法,解决了该设计方法及抗大变形管线钢管在强震区和活动断层管段应用的技术难题;⑤研究解决了高强度焊管的腐蚀控制和应变时效控制技术等。上述成果对降低输气管道建设成本、保障管道运行安全具有重要意义。     

宝鸡钢管首根X100直缝埋弧焊管试制成功

2011年5月21日,宝鸡石油钢管有限责任公司首根X100直缝埋弧焊钢管在中油宝世顺（秦皇岛）钢管有限公司试制成功。经检验,钢管各项性能指标达到了API SPEC 5L及X100钢级直缝埋弧焊管技术条件标准。初步取样检测,其各项检验数据均合格且数值较稳定,这标志着宝鸡石油钢管有限责任公司可生产X100级石油天然气用钢管,也为我国今后长输X100高钢级管线建设奠定了基础。     

X90管线管国产化质量分析

为了提高国产化试制的X90管线管的质量,以X90螺旋埋弧焊管为研究对象,从钢管的成分、组织、力学性能等方面,总结了X90管线管国产化试制中存在的问题,分析了管线管质量控制要点。国产化试制钢管存在的问题表明,P含量偏高是造成冲击性能不合格的主要原因;卷板生产时实际温度较高,中层流冷却速度较慢,组织中未出现板条贝氏体区,是造成X90管线管强度和韧性较低的主要原因。分析认为,加强对管线钢P、Mn、CEpcm、Nb+V+Ti等的控制,调整优化管线钢轧制工艺,能够有效改善X90管线管的整体质量。     

X80级管线钢管和感应加热弯管的开发

分析了X80级管线钢管的试制开发及其在西气东输二线的应用情况,通过试验论证了X80级管线钢管的强度、韧性指标的可靠性。部分工程应用证明,该类管线钢管达到了高压输气管线的要求,且可节约管线工程的建设成本。提出了下一步需要继续研究的管线钢管问题,并对X80高频加热弯管的试制及性能做了简要分析。     

X80级管线钢管和感应加热弯管的开发

分析了X80级管线钢管的试制开发及其在西气东输二线的应用情况,通过试验论证了X80级管线钢管的强度、韧性指标的可靠性。部分工程应用证明,该类管线钢管达到了高压输气管线的要求,且可节约管线工程的建设成本。提出了下一步需要继续研究的管线钢管问题,并对X80高频加热弯管的试制及性能做了简要分析。     

高性能输送管线钢

鉴于管道工业将面临建设输送原油、成品油、粉煤浆、天然气等多种形式管线的高潮,对输送管线用钢发展前沿问题,如根据应变设计(strain design)原则在地质状况不稳定地区或深海建设管线用高抗变形管线钢;建设输送粉煤浆管线用抗冲蚀(anti-erosion)管线钢;建设长距离输送天然气管线用X100/X120级管线钢;能够大幅度提高厚壁管线钢管环焊热影响区韧性的含氧化钛质点管线钢;用于X100/X120级管线钢的新型高强度焊接材料以及防止高压输气管线发展延性断裂等问题做了综合论述.     

2016—2017年以来我国焊管产业的运行情况及技术进步

回顾了2016—2017年我国焊管行业的产业形势,主要表现为:焊管产量停滞不前、产能过剩与市场需求的矛盾更加突出、焊管出口呈现低位持平和下降趋势。重点介绍了2016年以来我国管道行业的重大技术进步,包括焊管信息化和自动化的进展,管线钢DWTT剪切面积和屈强比控制技术的进展,以及输气管道断裂控制、输气管道设计系数提高、X80钢级Ф1 422 mm管道应用、X90超高强度管线钢管开发等第三代大输量天然气管道关键技术研究取得的进步。最后指出,我国焊管发展经过多年高速增长后已进入平台期,但油气输送管道仍有较大发展空间,随着中俄原油管线、陕京天然气四线、中俄天然气管道东线等长输管线建设逐步恢复,焊管市场形势将会逐步好转。