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。     

X80级Φ1422 mm×21.4 mm大直径厚壁焊管的研发及性能研究

为了实现大直径厚壁焊管的国产化,宝鸡石油钢管有限责任公司联合太钢、首钢、沙钢等多家钢厂经过多轮单炉试制和多轮千吨级试制,成功开发出了国产X80级Φ1 422 mm×21.4 mm大直径厚壁螺旋/直缝埋弧焊管,并进行了多项性能检测。结果表明,螺旋焊管管体屈服强度574~681 MPa,抗拉强度653~759 MPa,-10℃冲击功平均值373 J;直缝焊管管体屈服强度564~627 MPa,抗拉强度641~694 MPa,-10℃冲击功平均值460 J;螺旋/直缝焊管-5℃下DWTT剪切面积平均值96%。各项性能指标均达到中俄东线X80级Φ1 422 mm×21.4 mm钢管的技术要求,说明我国已经具备了工业化批量生产大直径厚壁焊管的能力。     

X80螺旋埋弧焊管焊缝横向裂纹产生原因及预防措施

针对X80ф1 219 mm×18.4 mm螺旋缝埋弧焊管外焊缝浅层出现的横向裂纹,结合螺旋缝埋弧焊生产工艺的特点,分析了裂纹的产生主要是由于焊缝中心低熔点物质和焊缝熔池拉应力所致,并提出了几点避免横向裂纹产生的措施。     

螺旋埋弧焊管预精焊焊接接头性能分析

介绍了螺旋埋弧焊管预精焊生产工艺,对预精焊工艺生产X70钢级φ1 016 mm×17.5 mm螺旋埋弧焊管焊接接头拉伸试验、夏比冲击试验、维氏硬度试验等试验结果进行了统计分析,并与传统的一步法工艺进行了对比.结果表明,预精焊生产工艺焊接接头抗拉强度与一步法工艺基本相当,夏比冲击韧性、维氏硬度等性能略优于一步法工艺,综合...     

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。     

管体横向拉伸试验预加载方式的可行性分析

螺旋埋弧焊管管体横向拉伸试验中,屈服强度(R10.5)和屈强比的试验数据往往存在较大波动.通过对比预加载试样、无预加载试样和理想状态试样3种情况下的拉伸试验,发现试样的不平度是造成试验结果不确定度的主要因素,探讨采用预加载方式进行管体横向拉伸试验的可行性.提出减小拉伸试验结果的不确定度可以采用1次压平,试样采用载荷不宜...     

COE新型制管工艺应用研究

为了解决小直径直缝埋弧焊管质量不稳定、效率低等生产技术难题,综合考察了UOE、JCOE、HFW焊管制造工艺。在对钢管成型技术、预焊技术和扩径技术进行分析的基础上,开发出COE直缝埋弧焊管制造工艺。应用实践表明:采用COE制管工艺极大地提高了小直径埋弧焊管的生产效率,降低了生产成本,并且焊管管体成型好,产品质量稳定,在小直径埋弧焊管制造方面具有良好的推广前景。     

大直径超薄壁螺旋焊管稳定成型技术研究

为了提高大直径超薄壁螺旋焊管管坯成型过程中的稳定性,提高钢管几何精度,降低管坯开缝、错边缺陷几率,对大直径超薄壁螺旋焊管成型难点进行了分析并提出了改进方法。通过设计安装在线内撑辊装置和错边压平装置来提升成型器对管坯管型的控制能力。方案实施后成功试制了Q345NS钢级Φ3 020 mm×12 mm大直径超薄壁螺旋埋弧焊管。应用结果表明,该优化改进方案可有效控制大直径超薄壁螺旋焊管的直径、椭圆度公差,降低管坯开缝引起的内焊烧穿缺陷和焊缝错边的几率,实现了大直径超薄壁螺旋焊管精确稳定成型的目的。     

我国油气输送螺旋埋弧焊管制造技术现状及发展方向

介绍了国内油气输送螺旋埋弧焊焊管机组的工艺布置、制管设备性能及高韧性螺旋埋弧焊管的开发情况，通过对螺旋埋弧焊焊管机组制造技术、钢管检测技术的阐述与分析，提出了螺旋埋弧焊管制造技术发展的方向。     

X80大壁厚螺旋埋弧焊管外焊坡口角度研究

以X80级22 mm管线钢试板为研究对象,通过对不同外焊坡口角度进行焊接试验,研究了螺旋埋弧焊管外焊坡口角度对焊缝外观质量和力学性能的影响。试验结果表明,随着外焊坡口角度的增加,余高降低明显,对X80级22 mm壁厚螺旋埋弧焊管,焊缝冲击韧性略有提高,热影响区冲击韧性几乎不变。     

试样形式对X65/X70大壁厚海底用直缝埋弧焊管拉伸试验结果的影响

以JCOE成型的X65级φ 762 mm×30.2 mm和X70级φ 765.2 mm×31.8 mm钢管为例,对X65/X70大壁厚海底用直缝埋弧焊钢管管体横向和纵向拉伸试验进行了对比,分析了板状试样和圆棒试样对管体拉伸试验结果的影响.结果表明:试样形式对抗拉强度的影响较小;横向圆棒试样的屈服强度、屈强比均明显高于横...     

热时效对X100直缝埋弧焊管拉伸性能的影响

为了研究钢管防腐涂覆和现场冷弯过程对X100管线钢管性能的影响,通过模拟涂覆和拉伸试验,分析了热时效对X100管线钢管拉伸性能的影响规律,并利用透射电镜(TEM)观察分析了X100管线钢管的微观组织结构。结果表明,热时效使X100管线钢管的屈服强度和抗拉强度均有不同程度的升高,纵向屈服强度比横向对热时效更敏感,这主要是由于管线钢生产和钢管的制造过程引起了材料纵、横向晶粒尺寸及位错结构发生差异造成的。     

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。     

X70厚壁海底管线钢管研制

根据我国南海深海管线用钢管的技术要求,开发出了厚壁X70钢级φ765.2 mm×31.8 mm海底管线钢管。通过对钢管进行检测:钢管管体纵向和横向屈服强度≥550 MPa,抗拉强度≥660 MPa,屈强比最低达到0.81,焊缝抗拉强度达695 MPa,均匀延伸率达到了7.6%,断后伸长率达到54%;在-20 ℃下管体冲击功平均值为340 J,焊接接头冲击功平均值最低为168 J;在0 ℃下管体CTOD特征值δm最高达到0.688 mm,焊接接头最小为0.222 mm,热影响区最小为0.280 mm。钢管管体母材、热影响区、焊缝部位的抗氢致开裂、硫化物应力腐蚀及盐雾腐蚀性能良好。试验结果表明研制的X70钢管具有优良的强塑性、低温韧性、断裂韧性及耐腐蚀性能,适用于海洋服役环境的油气输送。     

全管体扩径对X80螺旋埋弧焊管力学性能影响规律研究

采用全管体扩径技术,研究了X80钢级Φ1 219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管扩径前后力学性能的变化情况。结果表明,随着扩径率的增大,屈服强度和抗拉强度均有不同程度的增加,屈强比也随之增大,冲击韧性略有下降,DWTT性能变化不明显。在扩径率为0.88%情况下,管体横向屈服强度提高了15.2%,抗拉强度提高了5.8%,屈强比增大了9.8%;管体横、纵向屈服强度一致性提高了51.8%。总体上通过全管体扩径,管材力学性能的一致性得到进一步提高。     

制管工艺对热轧钢卷开平板屈服强度的影响

以热轧钢卷开平板为原料,采用JCOE工艺制成直缝埋弧焊管,对比分析了制管过程中成型、扩径工艺对开平板屈服强度的影响。拉伸试验发现,热轧钢卷开平板横向屈服强度均匀,纵向屈服强度偏差大。经过JCO成型后,制成的钢管相对于同位置钢板的横向屈服强度略有降低,纵向屈服强度有升有降,但总体呈上升趋势。钢管扩径后的横向屈服强度相对于相应位置钢板的横向屈服强度值降低。     

制管工艺及应变时效对X70抗大变形钢管性能的影响

结合中缅天然气管线工程用X70级准1016mm×17.5mm抗大变形直缝埋弧焊管的试制,研究了直缝埋弧焊管制管前后、应变时效前后力学性能变化的一般规律。成型、扩径工艺导致母材发生加工硬化,产生较强的形变强化,使其屈服强度、抗拉强度、屈强比同时增大,使均匀延伸率、应力比降低,且屈服强度、屈强比的增加幅度要大于抗拉强度的增加幅度。应变时效使材料均匀延伸率进一步降低。但是制管和时效后钢管管体各项性能均在X70抗大变形钢管标准要求的范围内,管体纵向应力-应变曲线仍呈圆屋顶形,试制的X70抗大变形钢管具有优异的变形能力。     

X80级感应加热弯管性能及静水压爆破试验分析

采用力学性能试验分析了X80级φ1219 mm×22 mm感应加热弯管直管段、过渡区及弯曲段的强度及韧性变化规律,并结合其微观金相组织进行比对。结果显示,经过950~1000℃感应淬火、580~630℃回火后,X80感应加热弯管强度均超出标准要求,内弧侧管体强度最低而冲击韧性最高;中性区及右过渡区管体强度水平较高;外弧侧管体冲击韧性最低;同时,对感应加热弯管进行了静水压爆破试验,并测量了不同部位的应变值。随着水压不断增加,试验结果表明:弯管各点的横向微应变值大于纵向微应变值;弯曲段外弧侧附近的横向应变值高于弯管其他各点的应变值。当加压至24.5 MPa时,弯管在弯曲段外弧侧附近爆破失效。     

高钢级厚壁海管拉伸性能试验研究

结合中海油南海荔湾3—1海底输气管道项目,通过试验对高钢级厚壁海管的抗拉强度、屈服强度、屈强比以及延伸率等进行了研究分析。结果表明,无论是纵向还是横向。板状试样的抗拉强度和断后伸长率平均值均高于圆棒试样;而横向板状试样宽度的变化对其抗拉强度的影响很小;上、下表面抗拉强度平均值高于壁厚中心平均值;不同宽度的板状试样,宽度越大,断后伸长率越大;不同壁厚位置的小尺寸棒状试样的断后伸长率变化不大。纵向板状试样的屈服强度、屈强比基本高于圆棒试样;横向板状试样屈服强度、屈强比基本低于圆棒试样,壁厚上、下表面屈服强度、屈强比高于壁厚中心平均值。