大变形管线钢管应变时效硬化研究

高强度管线钢管（X80级及以上钢级）加热并保温一段时间后,钢管力学性能将发生变化（应变时效）,通常屈服强度、屈强比升高,屈服点延伸,应力－应变曲线形状改变等,这些性能变化对于钢管应变能力会产生不利的影响。通过对日本JFE公司提供的X80级、Φ1219mm×22mm抗大应变钢管实物的试验检测、研究,分析了对性能有影响的加热温度和保温时间以及应变时效对材料性能的影响规律,为西气东输二线管道工程应用此类钢管提供了依据。     

X100管线钢应变时效行为研究

通过不同温度和预应变量下X100管线钢的应变时效试验,对比了应变时效前后X100管线钢力学性能和显微组织的变化,研究了应变时效对X100管线钢力学性能和金相组织的影响。研究结果表明,应变时效可使X100管线钢的强度、屈强比和韧脆转变温度升高;应变时效对X100管线钢纵向力学性能的影响比横向大;应变时效可使X100管线钢组织细化,并且随着应变量的增大,加剧了应变时效的影响。     

基于应变设计的大应变X100管线钢的成分设计与开发

介绍了日本新日铁公司开发的适用于基于应变设计的大应变低Mo含量高强度X100管线钢的成分设计,在实验室研究了Mo和Cr对强化能力的影响,并进行了低Mo含量16 mm厚度X100管线钢管的试生产。研究了试生产的低Mo含量X100大应变管线钢管热力时效前后的力学性能,如落锤撕裂试验性能以及母材和焊缝区的V形缺口夏比冲击性能等。试验结果表明,试生产的低Mo含量X100大应变管线钢管具有优异的低温韧性和焊缝韧性。     

试样制备过程对高钢级输送管管体拉伸性能的影响

针对高钢级输送管管体拉伸性能试验中发现的异常值和异常曲线,分析了试样制备过程对试验结果的影响,认为应变时效是造成管体拉伸试验结果异常的主要原因。对X80钢级直缝埋弧焊管管体的应变时效行为进行了试验模拟,结果与分析相吻合。最后,通过严格控制试样制备程序和加工条件,消除了应变时效对试验结果的不利影响。     

高应变时效抗力X80管线钢的显微组织和力学性能

对开发的具有高应变时效抗力的X80管线钢进行了多次试验.利用UOE模拟生产装置生产了X80试验管段,并对该试验管段的应变时效特征和力学性能进行了评价.研究了轧制和冷却条件对X80管线管的应变时效特点(行为)的影响.结果表明,采用大压下量和控制冷却来细化M/A(马氏体/奥氏体)组元的分布,对获得X80钢所需的力学性能和应...     

高Nb X80管线钢的应变时效研究

介绍了高Nb X80管线钢在1%,2%,3%环向应变低温时效表现出的较高屈强比以及较差力学性能,在管线钢的后续应用中带来了很多安全隐患.通过试验的方法,在650℃下对母材进行高温预回火50 min后应变时效发现,高温预回火能提高强度的同时,也能降低屈强比,从而提高了X80管线钢的综合力学性能,为研究高Nb管线钢的应变时...     

内外涂层防腐工艺对高钢级管线钢管力学性能的影响

简单分析了钢管由于内外涂层防腐工艺处理产生应变时效(strain aging)的原因,介绍了目前国内外对应变时效研究的进展情况.通过对X70、X80钢级直缝埋弧焊管分别取试样,在不同的试验条件下进行了拉伸试验和夏比冲击试验,试验结果表明:①焊管抗拉强度和伸长率无明显变化;②焊管夏比冲击功和剪切面积变化不明显;③管体屈服强度和屈强比有明显变化,其主要影响因素是防腐前的中频加热温度.     

美国Oilwell公司EL级抽油杆水平分析

美国Oilwell公司的EL级抽油杆是一种超高强度杆。文章通过试验、解剖和分析,介绍了EL级抽油杆材质的化学成份、金相组织和机械性能,从而展示了美国高强度抽油杆感应淬火的工艺水平,同时还初步揭示了超高强度抽油杆断裂的一些规律。     

应变时效和消除应力热处理对9%Ni钢组织性能的影响

通过试验研究了应变时效和消除应力热处理对9%Ni钢组织性能的影响。结果表明，9%Ni钢在应变时效后，20℃冲击吸收能量无明显变化，-196℃冲击吸收能量略有下降。-196℃冲击吸收能量的下降幅度随变形量的增大而增大，当形变量为7.5%时，经250℃应变时效后-196℃应变时效敏感系数为26%。经540～580℃焊后消除应力热处理后，9%Ni钢强度和冲击韧性稍有降低，延伸率略有增大。综合分析可以认为，9%Ni钢的力学性能对应变时效和所选焊后消除应力热处理温度范围不敏感。     

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。     

板管理化性能数据库信息系统的开发

为了对制管企业原材料入厂及钢管各工序检测数据进行科学统计分析,以便有效指导钢管生产,开发了管厂板管理化性能数据库信息系统。该系统从板材和钢管理化性能数据的实际状况出发,通过基础界面、提取参数、性能对应、指标定义、图表选择、统计分析等设计理念,实现了管体试验结果统计分析、板材试验结果统计分析、管体与板材试验结果对比统计分析、不同钢厂的板材及制成的钢管性能比较以及不合格数据查询等。该系统同时具有提取数据快速、统计和分析功能增强、整理和储存数据及时等特点,可为生产检验和营销活动提供技术支持。     

马氏体不锈钢HFW管线管的开发

研究开发了一种具有良好可焊性和抗湿CO2腐蚀的马氏体不锈钢合金及HFW焊管。通过合金成分优化设计、金相组织观察、力学性能试验、钢管外观尺寸及防腐性能试验,所开发的钢管外观尺寸、母材和焊缝的力学性能及金相组织等满足设计目标要求,与传统马氏体不锈钢管相比,具有更精确的外观尺寸。试验结果表明,新型可焊接马氏体不锈钢可以生产薄壁高精度管线管,可以用气体保护技术进行HFW焊接;HFW钢管不需焊前预热和焊后热处理,管体及焊缝所有性能满足油气井湿CO2腐蚀的服役环境。     

螺旋埋弧焊管的各向异性及其抗变形性能研究

为了研究螺旋埋弧焊管各向异性的规律,对API X52～X100螺旋埋弧焊管管体横向和纵向力学性能试验结果进行了对比,并对其拉伸应变性能进行了分析。研究结果发现,热轧板卷的各向异性和焊管制造工艺均会造成焊管力学性能方面的各向异性。螺旋埋弧焊管的管体纵向屈服强度及屈强比明显要高于横向;抗拉强度则略高于管体横向;且管体纵向的屈强比偏高。如果采用合适的工艺,也可以生产出低屈强比的螺旋焊管。另外,螺旋埋弧焊管中的静水压试验和防腐工序也会提高螺旋焊管的屈服强度及屈强比指标,其对焊管应变特性的影响也不应忽视。     

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...     

大口径钢管淬火系统研制与应用

针对现有油井管淬火装置存在的问题,研制了大口径钢管淬火系统。该系统可自动控制钢管在进料机构上前进及落下,使钢管正好落在旋转轮上,完成受料过程。淬火过程无链条传动,大大降低了淬火机构的故障率,延长了淬火机构的使用寿命。根据API Spec 5CT要求对调质处理后钢管进行力学性能试验和尺寸检验,结果表明,用该系统进行淬火处理的钢管均符合API标准要求。生产应用表明,大口径钢管淬火系统完全有能力处理规格为(139.7~340.0)mm×(4.5~22.0)mm×(6000~12300)mm、钢级为N80、L80及P110钢管。     

集输管线用抗H2S腐蚀低锰X65MS焊管的开发

为满足含H2S介质油气集输管线用钢管的使用要求,采用w(Mn)=0.25%~0.5%抗H2S腐蚀卷板,通过成型和焊接工艺研究,成功开发出了低锰X65MS钢级HFW/螺旋/直缝抗H2S腐蚀用焊管,并对试制钢管进行了力学性能测试及HIC、SSCC试验。力学性能检测结果显示,HFW/螺旋/直缝焊管0℃下焊缝冲击功均大于80 J,且具有优异的焊缝低温韧性和抗弯性能,管体最高硬度仅239HV10;HIC试验结果显示,3种焊管管体和焊缝的CSR、CLR、CTR均为0;SSCC试验结果显示,3种焊管管体和焊缝试样在分别加载72%Re L和90%Re L载荷下,母材和焊接接头均未出现裂纹或断裂,表现出了良好的抗酸性。研究结果表明,开发的低锰X65MS钢级HFW/螺旋/直缝抗H2S腐蚀用焊管,完全可以在含H2S的油气输送中安全服役。     

高钢级管材现场冷弯过程中的变形影响

大口径冷弯管是长输管道施工中常用管件,目前使用的弯管基本上是利用液压弯管机在施工现场冷弯制做而成.而大口径高钢级管线管经现场冷弯后,必然要产生变形硬化和应变时效现象.笔者分析了钢管的几何形状(径厚比)、材料的屈强比、应力-应变行为对高钢级管线管冷弯变形的影响.提出了通过控制能量补充参数来改善高钢级管线管变形的方法.     

冷定径工艺对热轧HFW焊管性能的影响

为了优化热轧HFW焊管的几何尺寸精度以及提高管坯强度性能,以热轧HFW J55套管管坯为例,通过力学性能、显微组织分析及硬度等试验方法,研究冷定径对管坯性能的强化作用以及不同定径量下管坯性能的变化趋势。试验结果显示,钢管在冷定径工艺处理下,管坯纵向屈服强度及抗拉强度均得到强化,最大可提升7%;定径量越大,管坯强度上升幅度越明显。研究结果表明,对于低钢级或者韧性要求不高的钢管生产时,在热张力减径后再增加冷定径工艺可以提高钢管强度,但如需要生产更高强度或更高钢级的钢管仍需相应的热处理工艺。     

国产55钢级SEW膨胀管实物试验研究

为了评估国产55钢级SEW膨胀管的综合力学性能,采用液压式膨胀方法对国产55钢级SEW膨胀管(牌号为BX55)进行了实物膨胀试验,并对膨胀后钢管的尺寸、力学性能、抗内压至失效、抗外压挤毁性能进行了研究。结果显示,BX55液压膨胀11.5%的启动压力为24 MPa,行进压力为22~25 MPa,膨胀过程的压力平稳;膨胀后管材的屈服强度为499 MPa,抗拉强度为562MPa,伸长率29%,母材横向和焊缝中心半尺寸试样0℃夏比冲击功分别为66 J和48 J,抗内压至失效压力超出API SPEC 5CT要求值87%,抗外压挤毁强度高于API RP 5C3标准要求值9%。试验结果表明,国产55钢级SEW膨胀管的综合力学性能优良。