国产X80级螺旋埋弧焊管的试制

论述了采用国内某钢铁公司生产的X80级板卷试制螺旋埋弧焊管的过程,重点讲述了X80级板卷的进货检验、钢管成型参数的确定、焊接材料和焊接参数的选择及成品钢管的理化检验过程,通过对焊接材料及焊接参数的优化选择,确定了正确的焊接材料和焊接工艺参数,经检验证明首批试制的X80级螺旋埋弧焊管完全满足技术要求。对生产中出现的不足之处,提出了改进建议。     

钢级管线钢焊管研制

介绍了X80及X100管线钢管的开发,重点针对国家高强度管道建设工程的需要,介绍了高强度大直径埋弧焊管机组以及为适应X80钢管生产进行的制管工艺技术方面的研究改进,包括开发出适应于高速焊接的高强度、高韧性焊接材料,使西气东输二线用1 219 mm×18.4 mm X80螺旋焊管焊速达到1.75 m/min;研究了X80管线钢经受焊接热循环后性能变化规律及组织特征,提出合理的焊接线能量参数。介绍了1 219 mm×18.4 mm X80螺旋埋弧焊管、1 219 mm×15.3 mm X100螺旋埋弧焊管实物产品性能。采用国产X80管线钢以及自主研究开发的埋弧焊接材料,成功开发出了X80钢级1 219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管和1 219 mm×22 mm直缝埋弧焊管产品,目前已为西气东输二线工程生产X80螺旋埋弧焊管和直缝埋弧焊管超过100万t,并在螺旋焊管机组上进行了1 219 mm×15.3 mm X100螺旋埋弧焊管试制。     

包申格效应对X 65、 X70、 X80钢级螺旋埋弧焊管强度的影响

为了探寻螺旋埋弧焊管生产过程中产生的包申格效应对焊管强度的影响规律,分析了包申格效应产生的原因,并以X65、X70和X80钢卷板及其钢管为研究对象,分别在卷板和钢管上取样进行拉伸试验。试验和分析结果表明:钢管成型和试样加工过程中,钢板外层和内层的金属会向相反的方向发生两次塑性变形,这是螺旋焊管产生包申格效应的主要原因;不同取样形式与加工方法,包申格效应的表现也略有不同;受包申格效应影响,X65和X70钢管的屈强比较卷板有所下降,但X80钢管部分壁厚中反而有升高的趋势。包申格效应对不同材质、不同径厚比螺旋埋弧焊管拉伸性能的影响不同,制管厂在制定卷板技术条件时应充分考虑包申格效应的影响。     

集输管线用X52级抗硫化氢腐蚀焊管的研制

通过解剖分析国外抗H_2S腐蚀焊管的理化性能和抗腐蚀性能,提出了X52级抗H_2S腐蚀螺旋焊管及其卷板的性能要求。通过大量的试验研究,提出了与之匹配的成型工艺、焊接工艺及焊接材料,试制并批量生产出满足ISO 3183-3：1999标准及用户集输管线附加技术要求的抗酸性介质的螺旋埋弧焊管。     

批量试制X90管线钢管及板材强度特性研究

通过对批量试制的X90钢管及板材进行拉伸性能研究,结果表明试制的X90管线钢管拉伸强度满足X90钢级要求,螺旋埋弧焊管与直缝埋弧焊管抗拉强度相当,屈服强度明显偏低,屈强比优于直缝埋弧焊管;螺旋埋弧焊管板卷成型过程中屈服强度提高了16 MPa,直缝埋弧焊管钢板成型过程中屈服强度提高了97 MPa;X90钢管焊接接头拉伸断裂位置主要集中在熔合线和热影响区,造成这种现象的主要原因是熔合区晶粒粗化及软化。     

X80钢级Φ1 524 mm×23 mm螺旋埋弧焊管试制

为了开发高钢级、大直径、厚壁螺旋埋弧焊管,与国内钢铁公司联合研发了X80钢级、超厚壁（23 mm）热轧卷板,卷板化学成分设计采用低C并添加微合金元素细化晶粒,获得超纯净、高强度、高韧性等性能优良的热轧卷板。用该卷板进行了X80钢级 Φ1 524 mm×23 mm螺旋埋弧焊管试制,通过成型、焊接等制管工艺的优化设计和实施,有效解决了在超厚壁、高钢级钢管生产中极易出现的焊缝及热影响区（HAZ）低温冲击韧性指标数据分散、不集中的问题。试制产品经内部型式试验和第三方检测评价,其质量和性能指标符合相关验收要求,具备批量生产能力,为高钢级、大壁厚螺旋埋弧焊管的工艺设计提供了参考。     

X80级管线钢管及感应加热弯管的研制和试验

介绍了华北石油钢管厂X80钢螺旋埋弧焊管、直缝埋弧焊管及感应加热弯管的研制情况。一系列研制检测数据表明：现有的成型、焊接工艺和材料能够满足X80钢埋弧焊管的制造要求;X80钢螺旋缝和直缝埋弧焊管的批量试制结果全部符合“X80级管线钢管应用工程”钢管技术条件的要求;从原材料生产到钢管制造可以达到稳定的批量生产要求。同时指出,X80级管线钢和钢管在强度测试、拉伸试验试样制备、DWTT试验的异常断口判定以及碳当量的计算公式等方面,相应的公认技术标准还不够完备,应在应用过程中完善标准。     

X80M钢Φ1 219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管导向弯曲不合格原因分析

针对X80M钢Φ1 219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管生产中出现的导向弯曲试验不合格现象,通过钢管性能分析、热模拟试验分析、焊接参数分析及微观组织分析等手段,对出现导向弯曲不合格的原因进行了系统、全面的分析,得出了以下结论:厚壁螺旋埋弧焊管生产时易出现热影响区软化;厚壁螺旋埋弧焊管卷板订货时强度不宜过高;螺旋埋弧焊管卷板板边的夹杂物缺陷在弯曲应力作用下,易形成脆性断裂区,最终导致开裂。通过控制焊接热输入、合理制定卷板强度范围、调整板边铣削量等手段可避免此类缺陷的产生。     

BSG110T SEW高抗挤套管生产工艺研究

为了解决BSG110T SEW高抗挤套管在生产时出现母材开裂、成型焊接控制不稳定、加热时弯曲、变形以及轧辊异常损坏等问题,分析确定了原料卷板优化目标,按照制定的目标进行了原料性能检验、焊管生产试制及热处理工艺验证。结果表明,采用P110钢级SEW套管原料卷板进行焊管生产可以解决母材开裂、成型焊接控制不稳定等问题。经热处理工艺验证,P110钢级 SEW套管原料卷板经过“HFW制管+整体热处理工艺”可生产出合格的BSG110T SEW高抗挤套管。     

低成本高性能X90级螺旋埋弧焊管的研发新思路

介绍了低成本、高性能X90级螺旋埋弧焊管的一种研发新思路,以一种X80卷板代替X90卷板研制X90螺旋埋弧焊管。分别从拉伸性能、夏比冲击性能、落锤撕裂性能、硬度和金相等方面阐述了该成分X80卷板及钢管优异的理化性能。研究发现,防腐后该X80钢管理化性能均能满足X90级标准要求,且与X90级卷板相比,该X80卷板在理化性能上存在较大的优势,且能克服前期研发X90遇到的问题与不足。     

高强度UOE钢管成型数值模拟分析

大直径直缝焊管线管必须满足日益增长的技术要求,保证在施工和维护过程中最佳的工作性能。可以预见在不远的将来,为满足欧洲、北美洲、南美洲、亚洲等国家日益增长的天然气需求,必须开发成本合理的输送方式来经济地开采偏远地区的气田。采用高压天然气输送管线将天然气输送到市场是最理想的选择,特别是对于长距离的天然气运输,高钢级(X80,X100或者更高钢级)、大直径(外径36~56 in)天然气输送管线证明是非常具有吸引力和经济实惠的。关于埋弧焊管,焦点主要是集中在焊接耗材和成型工具上,特别是成型工具,其设计必须要可以应对高钢级钢板,比如X100级钢管用钢板从U成型过渡到O成型时的弹复效应。本研究通过数学建模,评价X100级钢管在利用TenarisConfab轧机进行UO成型的过程,从而获得最佳参数。利用有限元模型对X100级钢管生产过程进行了分析,以评估成型模具几何形状的拟合性和制管机组制造高钢级钢管的制造能力。     

X80钢级直缝埋弧焊管的研制

介绍了国内某钢管公司Φ914 mm×15.9 mm和Φ1 219 mm×22 mm、X80钢级直缝埋弧焊钢管的试制过程,简述了其优化成型和焊接工艺,对不同厂家的钢板和试制钢管的理化性能进行了对比分析,并就所试制的X80级钢管和欧洲钢管公司同类产品实物质量进行了对比。结果表明:试制的两种规格X80级钢管完全符合标准要求,可进行批量生产。     

超高强度X100管线钢埋弧焊焊丝研制

以Mn-Ni-Mo-Ti-B为主要合金系,研制出了一种能够适用于X100超高强度管线钢埋弧焊焊丝。该焊丝与相应的BG-SJ101H2焊剂匹配,依据GB/T 12470—2003《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》要求,经熔敷金属试验检测,屈服强度685 MPa,抗拉强度780 MPa,-40℃冲击功均在27 J以上;通过X100钢管埋弧焊接后,焊缝外观形貌和工艺性能良好,力学性能优良,抗拉强度在780 MPa以上,-10℃冲击功为100 J,实现了焊缝高强度和高韧性的良好匹配,能够满足X100埋弧钢管性能要求。     

X80直缝埋弧焊管扩径焊缝开裂原因分析

简要介绍了目前直缝埋弧焊管在油气输送管线中的应用情况,针对某焊管生产企业在采用国产X80钢板生产直缝埋弧焊管时,出现个别钢管扩径后沿内焊趾开裂的问题,通过对钢管生产的工艺及参数、扩径前后钢板性能、焊接接头性能的分析,认为钢板屈服强度接近技术条件的上限,是造成钢管扩径时开裂的主要原因。通过调整铣边、成型、焊接、扩径等工艺参数可有效解决扩径时沿内焊趾开裂问题。     

X80级厚壁焊管生产中的气孔和夹渣原因分析

根据西气东输二线用X80钢级、φ 1 219 mm×18.4 mm 螺旋埋弧焊管生产过程中产生一定量的气孔和夹渣缺陷,分别从成型稳定性、卷板质量、焊接规范、焊剂等方面对其形成原因进行了分析,并提出了一些应对措施。     

X100螺旋预精焊钢管制造工艺研究

采用螺旋预精焊焊接工艺试制了X100钢管,研究了板头、板中和板尾母材屈服强度对焊缝及热影响区冲击韧性的影响。预焊采用直径2．4mm的焊丝焊接,实现了细丝大电流高速MAG焊接。精焊采用内三丝、外双丝的焊接工艺,使用宝鸡钢管自主开发的高韧性焊丝和高速焊剂,成功制造出了西φ1422mmx15．3mm螺旋埋弧焊管。焊缝边缘整齐、光滑,脱渣较好,消除了内焊＂马鞍形＂焊缝。钢管各项性能达到TAPISPEC5L（44版）及X100螺旋缝埋弧焊管技术条件的要求。     

螺旋焊管板头对接FCB法单面焊双面成形工艺研究

为了实现螺旋焊管生产用钢带对接焊缝的单面焊双面成形,对埋弧焊FCB法单面焊双面成形工艺进行了试验研究。首先在试验室完成了壁厚16 mm、20 mm和22.5 mm焊接试板的FCB法单面焊双面成形工艺试验,优化了FCB工艺的焊接参数。在此基础上,完成了螺旋焊管生产线板头对接双丝焊改造,在线进行了18 mm、22 mm两种壁厚板头对接单面焊双面成形试验,基本实现了螺旋焊管卷板头尾对接工序的单面焊双面成形工艺的应用。试验及生产线应用表明,FCB法单面焊双面成型焊接接头各区域基本性能满足技术指标要求,该项工艺可以推广应用于输水管线、结构管等承压能力和钢级较低的螺旋管的板头对接缝焊接,可以提高焊接生产效率,降低生产成本。     

高强度管线钢焊接接头不同缺口位置的断裂韧性研究

采用夏比冲击试验,研究了X65级高频焊管、X80和X100级埋弧焊管焊接接头不同缺口位置的断裂韧性,用扫描电镜和金相方法分析了冲击试样断口特征和微观组织。结果表明,高钢级管线钢高频焊接焊缝处的断裂韧性最低,其冲击功大小与热处理工艺密切相关;而埋弧焊接热影响区断裂韧性在熔合线处最低,其主要原因是此处的组织为粗大的粒状贝氏体,而且强度越高焊接热循环对管线钢的作用越强,在熔合线附近更容易产生粗大组织,使断裂韧性降低。讨论了油气输送管道用钢管标准和技术条件对焊缝和热影响区冲击试样缺口位置的规定。