国产高强管线钢失效判定曲线研究

为了研究国产高强度管线钢的失效行为,分别对X80、X80HD和X90三种国产高强度管线钢取四种典型试样,即紧凑拉伸试样（CT）,中心裂纹板试样(CCP）,双边裂纹板试样(DECP）和单边裂纹板试样(SECP）,通过有限元计算,绘制了不同裂纹尺寸下的平面应力状态和平面应变状态下的失效评定曲线（Failure Assessment Curve,简称FAC）。研究结果表明,大多数情况下,R6第四版通用曲线比较保守,但是对DECP试样显得不保守,为此提出了针对高强管线钢的修正评定曲线。     

0.8设计系数用X80管线钢失效评估曲线研究

为了研究西气东输三线用0.8设计系数X80管线钢断裂性能,通过单轴拉伸和断裂韧性试验建立失效评估曲线和拟合方程,对3种不同屈强比的0.8设计系数X80管线钢管进行了失效评估。结果表明:与常用X80管材的失效评估曲线不同,选择3曲线并不是最保守曲线;高、低屈强比钢管的评估曲线在载荷比大于某一临界值时发生分离,高屈强比钢管的评估曲线在低屈强比钢管的评估曲线之下;屈强比大于0.9时,安全应用范围迅速减小。     

高钢级管线钢断裂韧性确定方法研究

管线钢管的断裂韧性是进行管道断裂评估的重要参数,而断裂韧性数据的测试较为繁琐。常用的做法是根据管材的冲击韧性与断裂韧性之间的关系式进行估算。利用数理统计方法,基于试验数据样本,建立了X80高钢级管线钢断裂韧性与夏比冲击功之间的经验关系式,并根据统计检验理论,对经验关系式进行了检验。检验结果表明,所建立的经验关系式与样本数据有着高度相关性,与现有的经验公式相比,更适合于X80高钢级管线钢管断裂韧性的确定。     

高钢级管线钢的组织和力学性能

应用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM,含EBSP)、透射电镜(TEM)研究了日本新日铁公司(NSC)X70,X80和X100级管线钢的显微组织.结果表明:X70级为针状铁素体,X80级为多边形铁素体、针状铁素体和贝氏体双相组织,X100级为粒状贝氏体和上贝氏体组织,均有细小均匀的晶粒和晶畴组织,通过适当的合金化和控轧控冷(TMCP)可以获得优良的强度和低温韧性的配合.     

高钢级厚壁管线钢低温断裂韧性控制技术研究

针对厚规格X80管线钢低温断裂韧性控制难题,从理论层面揭示了DWTT断裂韧性的影响机制,并通过实验室轧钢试验和工业试验证实了相变前奥氏体晶粒尺寸和室温组织中的马奥岛是影响厚规格X80管线钢DWTT性能的两大主要因素。借助热模拟试验研究得出了细化奥氏体晶粒尺寸和马奥岛的主要技术措施。结果表明,尽量避免粗轧高温区在5%～8%变形、适当提高Nb含量、提高粗轧最后两道次变形量和缩短间隔时间,可以使奥氏体再结晶晶粒尺寸控制在20μm以下;适当降低终轧温度、提高冷却速率、选择合理的终冷温度,可以将组织中马奥岛体积分数降低到10%以下,平均颗粒尺寸减小到1μm以下。     

国外高钢级管线钢的研究与使用情况

根据近年来我公司与国外钢铁生产企业和石油公司的技术交流、考察以及近期在加拿大单行的IPC2002会议和在日本横滨单行的Pipe Dreamer会议的情况，简要介绍国外X80、X100、X120管线钢的研究开发情况以及目前存在的问题。此外还简单介绍了西气东输工程中进口的X70直缝焊管、热轧卷板、热轧钢板的实物质量。对国内管线钢生产企业以及相关研究、设计部门有一定的参考价值。     

高钢级管线钢在输气管道中的应用

能源的需求促使天然气管道向高压力、大口径方向发展,因而也促进了高钢级管线钢技术的发展和应用,应用高钢级管线钢可降低输气管道的建设成本。文中通过具体实例详细地论述了高钢级钢管的应用和发展。并对当前制约高钢级钢管应用的几个技术问题进行了探讨。     

应变时效对高强度管线钢管的影响

简要介绍了钢材的应变时效行为,重点介绍了3种高强度管线管的应变时效的力学试验,以及应变时效对3种高强度管线钢力学性能和韧性的影响,并对试验结果进行了讨论。指出,应变时效导致的任何抗断裂能力的变化都可能对断裂控制设计造成影响,尤其是在考虑钢管服役过程中可能经历塑性变形的情况下。     

高钢级管线钢组织转变控制工艺的发展现状

长输管线目前正向大直径、高压输送方向发展,这就要求管线钢管在提高强度级别的同时应保持良好的韧性。介绍了国内外管线钢轧制生产过程中变形和冷却工艺对其组织结构的影响,探讨了管线钢组织转变控制工艺的发展方向。指出在新一代高强度管线钢X100/X120的强度级别下,要使钢材同时具备良好的塑性,除了发展高纯净的冶炼技术之外,必须对管线钢轧制过程中的组织结构转变进行严格精确地控制,这包括轧制变形工艺和温度控制工艺。     

预应变对高钢级管线钢延性的影响

通过对X100管线钢原始状态和预应变状态钢材取光滑拉伸试样(ST)和缺口拉伸试样(NT),并分别在纵向(L)和横向(T)加载,研究了各试样应力-应变、应力-直径缩减量等的变化情况.结果表明,高钢级管线钢表现出了塑性的各向异性、各向同性和随动强化等特性.此外,通过数值模拟和分析,对不同加载状态下的试样建立了可以表现各向异...     

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。     

高钢级管线钢管研制过程中的几点注意事项

对制管企业在研制高钢级管线钢管过程中诸如组织领导、试验统一、取样部位、试验设备准备、试验结果评判等问题,分别进行了分析与讨论,并提出了一些较有共识和建议性的见解。这些见解对制管企业进行高钢级管线钢管的研制有一定的指导意义。     

HTP型X65级管线钢连续冷却相变的研究

：利用Gleeble-3800热摸拟试验机，测定了HTP型X65级管线钢的动态CCT曲线，并通过光学显微镜和电子显微镜（SEM和TEM）对连续冷却后的组织和第二相析出物进行了详细观察和分析。随着冷却速度的提高，在连续冷却转变组织中依次出现多边形铁素体、珠光体、针状铁素体，且各阶段冷却后试样的硬度也逐渐增加，M／A数量逐渐增多，分布越来越均匀，第二相析出物增多且变得弥散细小。     

X80高强度管线钢的焊接工艺研究

介绍了俄罗斯某钢厂生产的X80高强度管线试验钢的化学成分及其力学性能,对该管线钢的焊接工艺(包括对其形成热、冷裂纹倾向)、组织硬度和焊接接头的冲击韧性等进行了研究。指出,采用X80高强度管线钢制作输气钢管是管道建设节约成本、提高效益的有效途径。研究完善的焊接工艺,包括选择合适的焊接接头近缝区冷却速度,是保证焊接接头性能和良好焊缝组织的关键。     

高强度X100管线钢自动焊接技术研究

为了获得X100高强度管线钢管环焊缝焊接接头的各项性能,在对X100高强度管线钢化学成分、力学性能分析的基础上,结合选定的焊接工艺方案,对该管线钢管环焊缝焊接接头的强度、冲击韧性、硬度、断裂韧性（CTOD）和抗氢致开裂（HIC）等进行了试验分析。结果表明,X100高强度管线钢具有良好的焊接性能,焊接接头的各项性能指标均满足管道运行安全要求,所选用的焊接材料、焊接方法和工艺参数可用于该管材的现场焊接。     

高钢级天然气管道环焊缝断裂问题探讨

国内高钢级天然气管道环焊缝失效案例主要表现为沿焊缝金属的脆性断裂特征,环焊缝断裂失效的原因主要与焊缝冲击韧性低、变壁厚连接位置的局部应力集中、危害性面型缺陷等相关。通过重点分析自保护药芯焊丝的环焊缝金属冲击韧性、不等壁厚环焊缝接头局部应力集中的影响因素,提出了相应的失效控制要素和措施建议。     

高钢级输气管道裂纹延性扩展及止裂模拟技术研究

为了有助于我国高钢级管道止裂设计研究,使我国天然气管道运行更加安全,综合分析了气体载荷模拟方法和断裂处理方法,以及金属裂纹延性扩展与止裂预测之间的关系。以X90管线钢管为研究对象,基于ABAQUS软件,从天然气状态方程建立入手,研究建立全耦合的管道裂纹动态扩展及止裂数值模拟技术。将金属断裂准则应用于有限元计算中,通过流体、固体、断裂全耦合计算得到输气管道裂纹扩展时的裂纹扩展速度和气体减压波速度,对比两种速度判断裂纹是否可以止裂。