南海荔湾X70和X65大壁厚海洋管线的开发与应用研究

针对南海荔湾厚壁海底管线的特点和开发该管线钢管的难点,设计了研制该管线钢的总体技术路线和工艺流程。研究分析了化学成分设计、厚板TMCP冶金工艺和板管性能控制等对厚壁海底管道性能的影响。分析了试制前期存在的主要问题,并给出了相应的解决措施。对试制的 762 mm×28.6 mm,762 mm×30.2 mm和 762 mm×31.8 mm厚壁管线钢管进行了多项力学性能检测,并与国外同类海底管道的性能进行了对比。结果表明,荔湾海底管道用管板具有更高的强度与韧性,实物质量已到较高的水平。     

X80长输油气管道闪光对接焊技术研究

针对长输油气管道建设对焊接质量的要求,对X80管线钢的闪光对接焊工艺进行了研究。通过对长输管道用X80管线钢化学成分及力学性能进行分析,结合选定的焊接方法和焊接工艺,对该管线钢进行了焊接,并对其焊接接头的力学性能进行了测试。结果表明,闪光对接焊得到的焊接接头性能良好,接头的强度、硬度、韧性等性能均满足X80管线钢管的安全要求。所选用的焊接方法和工艺参数可用于该管材的现场焊接。     

日本JFE公司开发的低温韧性优良的X80电阻焊管线管

概述了日本JFE公司开发的低温韧性优良的X80电阻焊(HFW)管线钢管的性能和特点。为了提高天然气和石油的输送效率,厚壁高强度的管线钢管逐渐被应用于高压管线的敷设。为进一步提高X80管线钢管用热轧卷板性能,研究了热轧卷板的组织、化学成分对强度和韧性的影响。在此研究基础上,JFE公司采用TMCP轧制工艺开发了具有细化析出物、没有珠光体或马氏体组织的超低碳贝氏体铁素体钢。采用所开发的钢制成的HFW管线钢管因其母材和焊缝具有良好的匹配性能,特别适用于低温环境。     

深海用X70高强度厚壁管线钢及焊管的开发

为了保证深海油气管线钢管的可靠运行,针对深海用管线钢及钢管性能的要求,通过采用低C、Nb、Ti微合金化和复合添加Ni、Mo等合金元素的成分设计和合理的管线钢热机械控制工艺(TMCP),开发出具有高强度、强低温韧性及良好焊接性能的X70钢级壁厚40.5 mm高强度深海用管线钢和小径厚比(D/t)的Φ762 mm×40.5 mm管线钢管。试验检测结果表明,钢管的强度、韧性、硬度等性能满足相关技术指标要求,具有良好的塑性变形能力和低温韧性。     

X90管线钢组织与性能研究

为了进一步研究第三代高强度管线钢的代表钢种X90管线钢的组织和性能,采用力学性能测试和显微组织分析方法,对比分析了两种国产X90管线钢的金相组织和力学性能。研究表明,两种管线钢在成分设计和轧制工艺上有所不同,虽然在强度性能上接近,但由于微观组织和亚结构的不同,韧性存在着较大的差异。在韧性较高的材料中,粒状贝氏体的板条束窄,且板条束呈现多位相分布,板条中含有较高的位错密度,且位错缠绕度高;此时的M/A组元多以薄膜状分布于贝氏体板条之间,使得塑性变形易于进行,因而具有较高的冲击韧性。     

L290M/X42M管线钢化学成分优化设计

为了优化低钢级管线钢的成分设计,降低制造成本,采用低轧制温度、大压下量和轧后快速冷却的TMCP热机械轧制工艺,以及Mn+Nb/Ti微合金的成分设计对不同厚度L290M/X42M管线钢的化学成分进行了优化,并对试制的管线钢进行了力学性能和显微组织分析。试验结果表明,不同化学成分设计的管线钢都具有较高的强度和良好的塑性,性能指标不仅能满足GB/T 14164标准要求,而且已达到了API SPEC 5L标准规定的L320M/X46M级别管线钢的强度与塑性。     

俄罗斯谢韦尔公司高钢级管线钢组织与性能研究

研究了X70~X100高钢级管线钢组织的形成规律及其与性能的关系。研究结果表明:通过控制钢的冶金质量和控轧控冷工艺可获得不同组织的管线钢,而组织转变对钢的力学性能有较大影响;通过添加的微合金元素的作用,使管线钢在加热和变形过程中形成了细晶组织,提高了该级别管线钢的强度、焊接性和低温韧性,以保证该级别管线钢的综合性能。此外,还简要介绍了新开发X120管线钢的焊接性能及低温韧性。     

X80管线钢环焊缝的焊接工艺研究

以目前在我国管道建设中使用的最高钢级X80管线钢为研究对象,采用焊接工艺试验、力学性能测试及显微分析技术研究了CO2气体保护焊工艺下X80管线钢焊接接头的性能和热影响区的组织变化规律。结果表明:采用设计的工艺参数对X80管线钢进行焊接,X80管线钢母材及其焊接接头的显微组织均为针状铁素体和晶内针状铁素体,可以得到合格的焊接接头,能够满足管道建设工程的需要。     

X70级抗大变形管线钢的工艺研究

对成分为0.07C-0.30Si-2.00Mn-0.01P-0.002S-0.30Cu的低碳合金钢的两种控制轧制和控制冷却工艺(TMCP)进行了研究,目的是通过TMCP工艺使钢材获得铁素体+贝氏体(PF+BF)的双相组织,满足X70级抗大变形管线钢的性能要求.对两种不同工艺条件下钢的力学性能和显微组织进行的对比分析表明...     

输煤管道工程用管材的研究与开发

简述了国内外输煤管道的发展状况、特点以及输煤管道及其他矿浆输送管道管材的选用现状。介绍了针对输煤管道工程开发的WJ65管线钢的化学成分和力学特性以及焊接性试验及耐磨性试验情况,并与X65管线钢的化学成分、力学性能以及耐磨性等方面进行了比较。结果显示,WJ65管线钢的强度、韧性和可焊性相当于或优于X65管线钢,并具有更好的耐磨性。该管线钢的开发为输煤管道工程管材的选择提供了新途径。     

日本JFE开发的高应变用途超高强度双相管线钢

为开发高可变形性能的高强度管线钢而进行的广泛研究表明,改进可变形性能的关键工艺之一是对钢的双相金相组织的控制。应用TMCP工艺可以生产铁素体-贝氏体双相金相组织的钢板。具体是,在低C无B钢经控轧及超强加速冷却后,能形成铁素体金相组织,强度最高可达X120级别。为了提高钢板的夏比冲击功性能,在加速冷却后还应用了HOP（在线热处理工艺）工艺。通过控制双相金相组织,进行了X120高应变管线钢的试生产,并简述了X120级管线钢的金相组织和性能。     

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...     

西气东输三线用X80管线钢板的研制

首钢集团秦皇岛首秦金属材料有限公司(首秦公司)在X80管线钢大批量稳定生产的基础上,针对西气东输三线项目用厚壁、大板宽X80管线钢技术要求和首秦炼钢与轧钢的技术装备条件,在TMCP工艺基础上通过采用优化的控冷工艺(联合使用UFC超快冷和ACC层流冷却),降低了合金成本,获得均匀稳定的力学性能。通过对首秦西气东输三线项目5.2万t X80管线钢的成分、工艺、组织、性能进行论述及统计分析,说明采用TMCP和优化的冷却工艺(OCP)生产的X80管线钢完全满足西气东输三线对大壁厚X80管线钢热轧钢板的技术要求,并且实现了良好的成本控制。     

高强度管线钢及其焊管的性能研究

目前X80级管线钢管已在大口径输送管线中得到应用,使得对进一步提高管线钢强度(X100—X120级)的需求也更迫切了。使用高强度管线钢目的是拟通过提高管道的输送压力来提高其输送效率和降低铺设管线费用。为将这两点期望变为现实,高强度管线钢管及其焊接热影响区(HAZ)应具备良好的低温韧性和现场焊接(环焊)性能,所以,必须综合应用合理的合金成分设计,超纯净冶炼,控轧、控冷(TMCP)等工艺,改善焊接热影响区工艺等多方面的技术和措施,以得到同时具备高强度、良好的低温韧性和现场焊接性能的管线钢。     

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。     

X80管线钢环焊缝气体保护焊焊丝的研制

针对X80管线钢的组织与性能特点,研究设计了适用于管线钢现场焊接用Mn-Ni-Mo-Ti合金系气体保护焊焊丝;测试了焊缝金属的化学成分、金相组织、冲击韧性、抗拉强度和硬度。该焊丝的熔敷金属屈服强度600 MPa,抗拉强度645 MPa,-30℃夏比冲击功105 J。该焊丝用于X80管线钢现场焊接结果表明,焊缝抗拉强度645 MPa,-10℃夏比冲击功平均值145 J,焊缝具有很好的强韧性匹配。采用金相显微镜和SEM对使用该焊丝焊缝微观组织和断口形貌分析表明,焊缝金相组织主要为针状铁素体、少量的先共析铁素体和粒状贝氏体的组织,断口为韧窝状,呈现典型的塑性断裂特征。     

正火X60N管线钢的生产实践

为了满足正火X60N管线钢的韧性要求,对管线钢成分进行了设计,选择适当的轧制及热处理工艺,对处理后的钢板进行性能、组织分析。分析结果表明,通过正火后回火的工艺处理,钢板组织转变为铁素体+细小第二相沉淀+退化珠光体类型,钢板屈服强度提升,抗拉强度降低,韧性提升,批量生产的钢板屈服强度均值为431 MPa,抗拉强度为536 MPa,－20 ℃冲击功≥186 J,10 ℃ DWTT剪切面积≥95%;采用低C高Mn + Nb、V微合金化的成分设计,配合轧制+正火（+回火）的热处理工艺,生产出7.6~16 mm规格以热处理状态交货的X60N管线钢,其综合力学性能优异,满足客户订货技术要求。批量生产的钢板经JCOE制管后综合性能优良,满足钢管项目使用要求。     

X80大应变管线钢焊接热影响区疲劳性能的研究

为了研究X80大应变管线钢焊接热影响区疲劳性能,采用MTS和INSTRON万能力学试验机测得了全壁厚X80大应变钢管焊接接头的疲劳寿命及焊接热影响区的疲劳裂纹扩展速率,并采用Gleeble-3500热模拟试验研究了焊接热循环不同峰值温度对组织和性能的影响。结果表明,焊接接头的疲劳性能显著降低,在相同的疲劳寿命条件下,其疲劳裂纹应力降低约100 MPa以上;疲劳裂纹均在焊趾处萌生,并向内沿热影响区扩展;而疲劳裂纹在热影响区的扩展速率随其通过的不同区域而变化。经焊接热循环后,热影响区呈现弱化趋势,强度最低点出现在细晶区,然而细晶区良好的塑韧性有利于抑制疲劳裂纹扩展,改善疲劳性能。