西气东输二线工程用18．4mm厚X80级热轧板卷生产实践

生产西气东输二线工程用18.4 mm厚X80级热轧板卷对钢厂意味着巨大的挑战.通过持续不断的质量改进与提高,武汉钢铁(集团)公司已提供了10万余吨X80级板卷.武钢X80级板卷的组织是均匀细小的针状铁素体加弥散分布的M-A岛,各种性能检验结果表明板卷能很好地满足相关标准要求.     

武钢X80级热轧厚板卷的试制与生产

介绍了武钢X80级热轧厚板卷的生产设备、生产工艺控制。分析了X80级钢的化学成分和金相组织。对X80级热轧板卷及用其所试制的螺旋埋弧焊管的拉伸、冷弯、硬度、系列温度冲击韧性、DWTT等性能进行了测试。结果表明，武钢采用控轧和强制加速冷却工艺生产的17．5mm和15、3mm厚X80级热轧板卷强韧性高，焊接性能良好；组织为针状铁素体加少量弥散分布的岛状组织，其性能和组织符合API 5L和中国石油天然气集团公司对X80级管线钢的标准要求，可满足X80钢级螺旋焊管的制管要求。     

X80级热轧板卷与中厚板的机械性能及微观组织

韩国浦项钢铁公司(POSCO)为响应市场需求，开发了具有良好低温韧性的X80钢级热轧板卷及中厚板。对开发的14．6mm厚热轧板卷及用其所制造的螺旋焊管的微观组织进行了分析后认为：X80级钢的微观组织以针状铁素体为主。并对板卷和螺旋焊管进行了一系列机械性能试验，结果显示开发的X80级热轧板卷的各项性能均满足了标准要求。对开发的X80级、15．6mm和17．4mm中厚钢板及用其所制造的钢管也进行了相关的机械性能试验，结果表明：以针状铁素体和微小的多边形铁素体的复合组织构成的该．X80钢也同样具有较高的强度和韧性，能满足标准要求。     

X70钢级厚板卷热连轧工艺探讨

对X70钢级厚板卷热连轧工艺进行了研究,结果表明：冷却速度、精轧压下量、轧制力的增加以及卷取温度的降低,均有利针状铁素体的形成和X70钢强韧性的提高,过高或过低的终轧温度均不利于针状铁素体的形成和钢的强韧性的提高。采取合理的热连轧工艺生产的X70钢,其组织以针状铁素体为主,强韧性优良,各项性能均满足“西气东输工程制管用热轧板卷技术条件”的要求。     

22 mm超大壁厚X80热轧板卷头、尾性能分析

为检测不同钢厂22 mm超大壁厚X80热轧板卷头、尾性能能否满足制管要求,以利于整体控制钢管质量,对生产出的X80钢级Φ1 219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管对应板卷头、尾不同位置的管体进行了拉伸、冲击和DWTT性能试验分析。结果表明:板卷头、尾性能均满足制管要求,且板卷头、尾个别区域的强度、韧性存在一定的离散度,但距标准要求均具有较大的安全裕度,这种离散度是可以接受的。建议钢厂应进一步优化轧制工艺,减小板卷头、尾处的性能离散度,尤其要严格控制板卷内圈"干头"长度,强化屈服强度等关键性能指标的质量控制。     

深海管线用X70厚壁管线钢的组织及性能分析

通过对深海管线服役工况的分析,总结了深海用管线钢的技术特点,表明高强度、大壁厚、小径厚比管线钢管是深海用管线钢管的发展趋向。通过采用低C高Mn,Nb和Ti微合金化的成分设计和TMCP工艺控制,开发出了深水用X70钢级、厚壁36.5 mm管线钢,其全壁厚组织以均匀细小的针状铁素体+少量M/A岛为主。对钢板进行了实物力学性能测试,测试结果显示:屈服强度480~550 MPa,屈强比≤0.82,-20℃下冲击功410 J以上,横向和纵向DWTT断口纤维率为100%,该深海管线用X70厚壁管线钢达到高强度、低屈强比、高韧性和优良低温抗动态撕裂能力的良好匹配。     

大输量天然气管道工程用特厚壁X80M热轧板卷的开发

针对中俄东线等大输量天然气管道工程用X80钢级螺旋埋弧焊管对热轧板卷提出的技术要求,介绍了武汉钢铁有限公司21.4 mm特厚壁X80M热轧板卷的成分工艺设计,统计分析了批量生产X80M热轧板卷的化学成分、力学性能、低温韧性和显微组织,以及钢管的低温韧性。结果表明:武汉钢铁有限公司为中俄东线天然气管道工程开发的螺旋埋弧焊管用21.4 mm特厚壁X80热轧板卷组织为细小均匀的针状铁素体+弥散分布的M/A岛,低温韧性优异,各项理化性能全部满足管道工程技术标准要求。     

中俄东线用大壁厚螺旋埋弧焊管预精焊工艺研究

为了保证中俄东线天然气管道的正常生产,采用预精焊工艺试制了X80钢级Φ1 422 mm×21.4 mm大壁厚螺旋埋弧焊管,并对其焊缝力学性能、冲击韧性、显微硬度、化学成分和微观组织特征进行了分析。结果表明,预焊焊缝微观组织为板条马氏体,精焊内、外焊缝微观组织为针状铁素体+少量珠光体,焊缝边缘整齐美观,脱渣良好,能够消除内焊“马鞍形”焊缝。试验结果表明,试制的螺旋埋弧焊管各项性能指标完全满足中俄东线大壁厚天然气管道的生产技术条件,为X80钢级Φ1 422 mm×21.4 mm大壁厚螺旋埋弧焊管的生产提供参考。     

低温管线钢DWTT性能影响因素研究

DWTT性能是超低温服役管线钢管产品开发的关键技术难点之一。在实验室冶炼、轧制条件下,设计了5种不同成分的管线钢,分析研究了化学成分、卷取温度、冷却速度等因素对管线钢热轧板卷低温DWTT性能的影响。结果表明,w（C）=0.042%试验钢的DWTT性能显著优于w（C）=0.065%试验钢;添加Ni元素可有效提高试验钢的DWTT性能,并且添加Mo+Ni对珠光体的抑制作用优于添加Cr+Ni元素,可获得更好的DWTT性能;卷取温度从530 ℃降低至450 ℃,可有效细化显微组织,提高DWTT性能,效果比添加Ni元素明显;冷却速度从 18 ℃/s提高到28 ℃/s,亦可有效提高DWTT性能。基于研究结果,成功试制了Φ508 mm×11.13 mm规格的X56钢级低温服役HFW管线钢管,并表现出了优异、稳定的-45 ℃ DWTT性能。     

高韧性针状铁素体X80级管线钢的试制

简要介绍了宝钢试制的以针状铁素体组织为特征的X80级管线钢热轧板卷。采用超低碳、微合金化和Mo的低合金化成分设计,结合纯净钢7台炼技术和适当的热机械控制工艺得到具有针状铁素体组织的高强度、高韧性X80级管线钢。用其制造的焊管具有满足API5L规范X80级钢的高强度,在-20℃低温下具有大于220J的夏比冲击韧性和优良的抗动态撕裂能力,适用于高压大口径输气管线的建设。     

高钢级大壁厚管线钢管DWTT影响因素探讨

介绍了国内管线钢管生产中落锤撕裂试验(DWTT)常用的标准。对于大壁厚管线钢管的DWTT,可采用全壁厚试样和规定尺寸的减薄试样来进行。从韧脆转变温度、断口剪切面积评判方法和减薄试样加工方法几个方面探讨了高钢级大壁厚管线钢DWTT的影响因素。提出了建议:采用减薄试样DWTT时,应避开材料的韧脆转变温度进行试验;采用单面减薄和双面减薄试样DWTT时,应在标准中明确试样的加工方法;另外,应对不同钢级减薄试样降低相同温度的试验结果进行相应的系数修正。     

关于DWTT的管线钢产品标准和试验标准对比分析

对比分析了国内外目前常用钢管产品标准对管体落锤撕裂试验(DWTT)的规定以及DWTT标准的差异.通过对比分析得出:对高钢级壁厚大于19 mm的管线管,DWTT的取样、试验方法以及温度降低幅度等需要进一步深入研究,以补充或完善标准不足.建议X52及其以上钢级,外径≥508 mm,壁厚≥8mm的管线钢管应考虑进行DWTT,...     

高强度管线钢DWTT性能研究

DWTT(落锤撕裂试验)是一种主要用于评价脆性断裂止裂性能的试验方法。实验室在不同条件下轧制了X100管线钢,并按JIS(日本工业标准)和API SPEC 5L/ISO3183标准加工了拉伸试样和DWTT试样,在-20℃条件下进行DWTT并测量DWTT能量和剪切面积。研究了始冷温度对DWTT性能、脆性断口形貌、显微组织及织构的影响。结果表明:X100管线钢DWTT典型的脆性断裂是分离和倾斜断裂,当管线钢形成铁素体和贝氏体双相显微组织时,即产生断口分离;当形成单相贝氏体显微组织时产生倾斜断裂。抑制倾斜断裂和明显的断口分离对提高管线钢的DWTT性能十分重要。     

X80M钢级准Φ1219mm×33mm管线钢管的开发

通过对X80M钢级准Φ1219 mm×33 mm大壁厚管线钢管千吨级的试制,总结了大壁厚管线钢管开发的技术特点。采用超低C,控Mn,Nb和Ti微合金化成分设计和轻压下、热机械控制工艺(TMCP)超快冷等工艺控制措施,国内首次批量开发出了X80M钢级33 mm大壁厚管线钢。其母材微观组织为细小针状铁素体加弥散粒状贝氏体。通过制管后检测,母材及焊缝的拉伸性能、冲击韧性和止裂性能等完全满足陕京四线工程的要求。     

高钢级螺旋埋弧焊管补焊工艺研究

为了分析L555M钢级Φ1 219 mm×16 mm螺旋埋弧焊管补焊焊缝的性能,采用夏比冲击试验、显微硬度分析、焊缝全壁厚弯曲和拉伸试验对补焊焊缝的性能进行了对比研究。结果表明,J557低合金钢焊条和开发的补焊工艺完全适合于L555M钢级螺旋埋弧焊管焊缝缺陷的手工修补,且补焊焊缝各项性能均达到标准要求。补焊焊缝表层熔敷金属微观组织为先共析铁素体(PEF)+针状铁素体(AF)+少量珠光体(P),随着熔深的增加,组织转变为粗大PF+少量P。     

微观组织对管线钢落锤性能的影响研究

为了提高输送管道安全性,保证管体开裂后材料具有一定的止裂能力,采用大能量摆锤冲击试验机研究了壁厚对X80管线钢 DWTT 剪切面积和能量密度的影响,并利用金相显微镜和透射电镜分析了带状组织、位错、组织均匀性等对 DWTT 性能的影响。结果显示,随着钢板厚度的增加,管线钢的韧脆转变温度升高,韧脆转变区的能量密度降低;高硬度粗大的M/A组织带会严重恶化DWTT 性能;而细小均匀的贝氏体组织使管线钢具有较高的 DWTT 性能。研究表明,优化连铸工艺减轻中心偏析,优化控轧控冷工艺以及消除钢板心部带状组织,提高钢板壁厚方向组织均匀性对改善厚壁管线钢低温落锤性能有显著作用。     

焊接预热温度对X80级管线钢组织性能的影响

通过焊接热模拟试验和冲击韧性试验,研究了不同预热温度对X80级管线钢组织性能的影响.结果表明,当焊接热输入为10 kJ/cm时,随着预热温度的增加,X80钢粗晶热影响区韧性有所增加;当焊接热输入为20 kJ/cm时,预热温度对韧性没有明显的改善;当预热温度超过150 ℃,已开始出现对韧性构成损害的块状铁素体和珠光体组织.     

K60级管线钢低温断裂韧性分析

以俄罗斯管线工程中采用的K60级管线钢为研究对象,通过-15℃落锤撕裂试验和-40℃夏比冲击试验对钢板的低温断裂韧性进行了系统的统计和分析.试验结果表明,随着壁厚的增加,K60级管线钢夏比冲击韧性变化不大,DWTT性能严重下降.指出,在大壁厚管线钢钢板生产中应着重注意DWTT性能的稳定性.     

工艺参数对X100热煨弯管组织和性能的影响

采用热模拟试验、力学性能测试技术及显微分析方法研究了加热温度和冷却方式对X100热煨弯管组织和性能的影响规律。结果表明:在880℃的加热温度和10%NaCl溶液冷却工艺参数下,试验钢的显微组织为针状铁素体+少量板条马氏体,因而可使试验钢获得较好的强韧性配合。随着加热温度的升高,试验钢的强韧性呈下降趋势。10%NaCl溶液冷却工艺下有较好的强韧性,空冷方式下的强韧性达不到相应钢级的技术要求,这主要是由于显微组织中多边形铁素体及珠光体的出现所致。     

管线钢JCOE制管前后力学性能变化分析

研究了X60,X70和X80管线钢JCOE工艺制管前后冲击韧性、硬度及拉伸性能的变化,分析了试样加工形式、显微组织及厚径比对拉伸性能的影响。研究发现,不同钢级管线钢JCOE制管后冲击韧性均有变化,但绝大多数呈下降趋势;JCOE工艺过程产生较大的加工硬化;对于X80钢试样展平带来的包辛格效应导致屈服强度下降约44MPa;具有屈服平台的铁素体-珠光体管线钢较针状铁素体管线钢包辛格效应更大;不同显微组织钢板JCOE制管后伸长率均下降;厚径比越大,屈服强度上升越大。