X120管线钢管爆破试验与有限元分析

研究开发了一种新型的具有规定827MPa（120ksi）最小屈服强度的高强度钢,并应用于管线钢管。由于现有的规格最初并非用于X120,并且这种强度的钢管之前没有实际应用,因此为了研究X120钢管的爆破容量从而正确评估此钢管的结构性能,进行了一系列的全尺寸试验和有限结构分析。结果表明,X120钢管管体和焊缝的强度能够满足爆破性能的需要。     

X100管线钢管的开发

为了开发钢管母材和ＨＡＺ低温韧性以及焊接性能良好的Ｘ１００管线钢管，以对以Ｎｂ－Ｍｏ系和Ｎｂ－Ｂ系二种微合金元素为基本成分的钢材进行了研究，由于采用合适的化学成分和ＴＭＣＰ条件，查明了在保证现场焊接性能情况下，可以确保Ｘ１００管线钢有促够强度和低温韧性。根据研究结果试制出Ｘ１００ＵＯＥ钢管，实践证明钢管完全符合上述要求。     

长距离输气管线用X120级钢管的研究

X120级高强度管线钢的发展为天然气生产商提供了将长距离输气管线总造价降低5%～15%的机会,进而可降低向市场输送天然气的价格.成本降低来源于多个方面,包括材料、施工、(气体)压缩以及与综合设计方案结合所带来的节约.介绍了X120钢级发展方案的概况,包括大规模的试验和环缝焊接,同时讨论了X120级管线钢实际应用的方案,在这些方案中管道承压较高,管径较小,最终工程总造价可节约5%～15%.     

X90管线钢管示波冲击试验研究

对X90管线钢管管体、焊缝和热影响区在不同温度下进行示波冲击试验,并对曲线的特征值进行分析。结果表明:X90管线钢管管体示波冲击曲线随着试验温度的降低,由只产生稳定裂纹扩展逐渐变为产生不稳定裂纹扩展,管体韧脆转变温度约为－90 ℃;焊缝示波冲击曲线都产生不稳定裂纹扩展,随着试验温度的降低,不稳定裂纹扩展愈发明显,焊缝韧脆转变温度约为－50 ℃;热影响区示波冲击曲线随着试验温度的降低,由稳定裂纹扩展逐渐变为不稳定裂纹扩展,热影响区韧脆转变温度约为－60 ℃。     

X70管线钢管环焊缝宽板拉伸试验

利用宽板拉伸试验方法,结合有限元模拟分析,对X70管线钢管环焊接头进行了缺陷评估试验。研究了含有尺寸为3.5 mm×50 mm裂纹缺陷的焊缝在拉伸试验过程中受力变形及裂纹张开变化行为,并结合金相组织分析,评估了带缺陷焊缝的安全性。结果表明,采用适当焊接工艺的X70高强匹配环焊缝,在含有3.5 mm×50 mm尺寸裂纹缺陷情况下,管道整体轴向应变可达3.2%,裂纹不发生失稳扩展,缺陷依然可靠。     

预变形及应变时效对X100管线钢管性能的影响

通过对X100管线钢管在不同预变形量和时效温度下所做的拉伸试验和冲击韧性试验结果的分析,研究了预变形和时效温度对X100管线钢管性能的影响。试验结果表明,预变形明显提高了X100管线钢管的屈服强度、抗拉强度和屈强比,使材料的塑性和冲击韧性明显降低;应变时效对钢管纵向性能影响较为明显,纵向屈服强度、抗拉强度明显升高,而横向屈服强度、抗拉强度变化较小。     

长距离输气管线用X120级钢管的研究(续二)

X120级高强度管线钢的发展为天然气生产商提供了将长距离输气管线总造价降低5%～15%的机会,进而可降低向市场输送天然气的价格.成本降低来源于多个方面,包括材料、施工、(气体)压缩以及与综合设计方案结合所带来的节约.介绍了X120级钢管发展方案的概况,包括大规模的试验和环缝焊接,同时讨论了X120级管线钢实际应用的方案,在这些方案中管道承压较高,管径较小,最终工程总造价可节约5%～15%.     

Nb-Cr X80管线钢管焊接接头可靠性分析

在力学性能测试的基础上,应用英国标准协会BS 7910-2005标准对两种不同焊接工艺下的Nb-Cr X80管线钢焊接接头含裂纹型缺陷的失效评定进行了研究。结果表明,同一焊缝二级评定中,由于2B级评定相对于2A级采用了真应力一真应变数据,因而更能反映所评定材料的抗断裂性能。对于相同尺寸的表面裂纹和埋藏裂纹,表面裂纹的危险性要大于埋藏裂纹;对于埋藏裂纹,其在焊接接头中的位置影响评定结果,距离表面越近,其危险性越大。当环焊缝接头存在尺寸为3．2mm×1mm的裂纹时,各评定点均在评定曲线可接受范围内,表明焊接接头的结构是安全的。     

长距离输气管线用X120级钢管的研究(续一)

X120级高强度管线钢的发展为天然气生产商提供了将长距离输气管线总造价降低5%～15%的机会,进而可降低向市场输送天然气的价格.成本降低来源于多个方面,包括材料、施工、(气体)压缩以及与综合设计方案结合所带来的节约.介绍了X120钢级发展方案的概况,包括大规模的试验和环缝焊接,同时讨论了X120级管线钢实际应用的方案,在这些方案中管道承压较高,管径较小,最终工程总造价可节约5%～15%.     

X120M管线钢管的JCOE制造技术

钢管成型工序分为两部分,第一步是获得钢管成型后所需形状的曲率和椭圆度;第二步是得到焊接所要求的成型缝几何形状。JCO钢管成型首先是沿钢板的两边,通过板边预弯机获得所需的最小宽度150 mm的曲率,再经过JCO压力机成型为管线钢管。选择适当的模具硬度和曲率对钢管的成型起着至关重要的作用。模具主要参数是根据钢管的尺寸,即钢管直径、壁厚以及钢级等来确定的。另外,钢板的强度还取决于钢坯的化学成分、厚度、再加热温度、板坯下压量、初轧温度、精轧温度和最终加速冷却速率等因素。     

X100管线钢管埋弧焊焊接接头性能分析

对X100管线钢管直缝双面埋弧焊接头进行了微观组织、显微硬度、拉伸及冲击试验。试验结果表明:X100管线钢双面埋弧焊焊缝金属的显微硬度高于母材,热影响区的显微硬度低于母材,焊接接头存在HAZ软化问题;横向焊接接头的抗拉强度满足ISO 3183—2007的要求,抗拉强度值高于母材纵向,但低于母材横向;埋弧焊焊缝金属的韧性良好,韧脆转变温度为-53℃;焊接热影响区的韧性较差,韧脆转变温度约为7℃。     

X70JCOE焊管机械扩径工艺

根据国产TMCP微合金管线钢板屈服强度(R<,t0.5>)变化较大的现状,有针对性地对某厂X70管线钢板采用了JCO+机械扩径制造工艺,获得了对应屈服强度、抗拉强度、屈强比和冲击韧性的变化曲线,分析了不同扩径率下钢管的力学性能变化规律和微观组织对力学性能的作用机理,阐述了合理选择扩径工艺的实践作法,并给出了JCOE直缝...     

X120管线钢管爆破试验及止裂设计的研究

为了研究X120(827 MPa)钢管的爆破容量从而正确评估钢管的结构性能,进行了一系列的全尺寸试验和有限元分析,同时进行了爆破和断裂止裂研究,进行了全尺寸止裂试验以评估X120钢管材料本身的止裂能力。爆破试验和分析的结果表明,该X120钢管有很强的抗内压能力。试验所讨论的模型未预测到X120管线钢管固有裂纹止裂所需要的韧性,但是,在不太严格的设计情况下,对于有固有裂纹止裂能力的X120钢管可能具有足够的止裂韧性。     

X120管线钢焊接热影响区组织与韧性

采用热模拟试验技术,研究了X120管线钢焊接热影响区的组织与性能变化规律,结果表明：在X120钢的焊接热影响区中存在两个脆化区,即焊接粗晶区和两相临界区。粗晶区随焊接热输入的增加,脆化有减弱的趋势。该钢采用低C、高Nb、微Ti复合成分设计,有利于抑制焊接粗晶区原奥氏体晶粒长大,但高的合金含量及B的添加增加了钢的淬透性,导致了粗晶区韧性的降低。沿原奥氏体晶粒形成的岛状组织是导致两相区韧性降低的主要原因。     

X100试验管线钢管的规范和生产

介绍了位于英国诺林伯利亚,钢管直径1 219 mm(48 in),输气压力18 MPa(180 bar),由英国BP公司承建的X100试验管线的建设概况.根据X100试验管线的设计参数制定了相应的钢管规范,设计了X100管线钢管母材、焊缝金属和热影响区的合金成分.按设计的合金成分由住友金属鹿岛钢铁厂生产了钢材、钢板,并...     

X80钢级直缝埋弧焊管力学性能研究

通过对X80高钢级直缝埋弧焊管力学性能试验研究，得到了各项力学性能参数，并对其数据进行了分析。研究表明：新开发的X80级管线钢力学性能已达到API SPEC 5L标准，但需要进一步优化焊接工艺，提高焊缝的冲击韧性。     

宝钢管线钢的发展回顾

回顾了过去15年间宝钢管线钢的发展。通过对高强度高韧性管线钢、具有抗HIC性能管线钢和大口径输气管线用厚规格的针状铁素体X70级管线钢的研究开发，形成宝钢X系列管线钢的成分和工艺体系。产品质量稳定，已应用于西气东输管线、忠武输气管线、土耳其输气管线等国内外重要管线工程。