极低温条件下使用的X级管线钢感应弯头

感应弯制的工艺已成功地用于生产高强，大口径，厚壁，极低温级的管子弯头，为了达到管线钢性质和弯头参数的恰当组合，这个工作进行了多年。弯制工艺使用了中频感应线圈将管子的一个带充分加热到Ａ３以上的温度，同时液压头对要变形的管端施加轴向的推力，而另一管端被围绕半园轨迹旋转的弯制臂夹住，仅允许变形发生在加热的窄带上。为了使Ｘ－等级管子在感应弯制热加工之后维持期望的低温韧性，管子必须有恰当的化学成分，本文描述产生这个结论的多种管线钢的广泛机械试验，还将讨论材料的显微组织变化对材料韧性的影响。本文描述了由于管子表面受铜的污染，促使管材的脆化问题，这导致了在生产中弯头外园弧的裂纹，讨论了避免这种液体致金属脆裂的方法。最后，作了概要的描述，以帮助确保高强极低温级管线弯头的生产成功     

X80级管线钢、钢管技术条件制订中的关键技术问题

在成功研究、制订西气东输用X70级针状铁素体型管线钢、钢管技术条件的基础上,结合“X80级管线钢管应用工程”具体情况,通过大量试验研究,编制了X80级管线钢、钢管“技术条件”。就X80级管线钢、钢管“技术条件”中几个关键技术问题,如X80级针状铁素体型管线钢的成分、组织、力学性能等的确定原则进行了论述。通过钢铁公司、制管厂的实践应用和对产品的检测,证明X80级管线钢、钢管“技术条件”不仅满足工程要求,而且也适应生产情况。     

低碳贝氏体型厚壁X70管线钢低温韧性研究

以洁净钢冶炼控制技术、特厚板坯及优化的TMCP工艺为基础,通过对3种不同的成分体系进行对比,研究了不同成分体系对25 mm 厚X70管线钢低温韧性的影响,确定了以低C-Mo-Ni复合成分生产贝氏体型厚壁管线钢的思路。以此为指导,进行了准1219 mm ×30.2 mm规格 X70管线钢管工业化生产,制管后强韧性能较钢板小幅上升,焊缝及热影响区组织接近母材,具有良好的焊接性能。     

低碳贝氏体型厚规格X70管线钢低温韧性研究

以洁净钢冶炼控制技术、特厚板坯及优化的TMCP工艺为基础,通过对3种不同的成分体系进行对比,研究了不同成分体系对25 mm厚X70管线钢低温韧性的影响,确定了以低CMo-Ni复合成分生产贝氏体型厚规格管线钢的思路。以此为指导,进行了Φ1 219 mm×30.2 mm规格X70管线钢管工业化生产,制管后强韧性能较钢板小幅上升,焊缝及热影响区组织接近母材,具有良好的焊接性能。     

X70针状铁素休管线钢的优点暨恶劣环境下油气输送管道工业的发展

在过去几十年X70级管线钢的典型组织一直是铁素体-珠光体.近年来发展了低碳针状铁素体组织的管线钢以适应目前工业输送石油和天然气的要求,现已经成功地应用于中国西气东输管线工程.由于低屈强比和组织均匀,管线钢采用针状铁素体组织可以具有较好的(管)成型性及耐腐蚀性.用针状铁素体管线钢平板或卷板制造的焊管的力学性能彼此相差不大.为了优化管线钢的力学性能,对多种热轧工艺条件诸如原奥氏体晶粒尺寸、在再结晶终止温度以下的应变累积量(变形量)以及冷却开始和终止温度进行了研究.介绍根据实验结果(得到的优化工艺条件),已经用于实际生产的情况和各种产品性能.利用组织-性能-预测模型分析了在热轧过程中的显微结构变化.同时也通过热轧工艺数据分析模型研究在轧制过程中的金相的变化.笔者还对为了满足当代石油天然气工业快速发展形势需求的一些新成果做了介绍.     

X80级管线钢的各向异性特征

通过对X80级管线钢不同方向拉伸性能、金相硬度、金相组织的试验和分析，得出了X80级管线钢的各向异性特征：横向强度大于纵向强度，纵向韧性优于横向韧性。并对该特征进行了分析讨论。     

X80级管线钢管和感应加热弯管的开发

分析了X80级管线钢管的试制开发及其在西气东输二线的应用情况,通过试验论证了X80级管线钢管的强度、韧性指标的可靠性。部分工程应用证明,该类管线钢管达到了高压输气管线的要求,且可节约管线工程的建设成本。提出了下一步需要继续研究的管线钢管问题,并对X80高频加热弯管的试制及性能做了简要分析。     

X80级管线钢管和感应加热弯管的开发

分析了X80级管线钢管的试制开发及其在西气东输二线的应用情况,通过试验论证了X80级管线钢管的强度、韧性指标的可靠性。部分工程应用证明,该类管线钢管达到了高压输气管线的要求,且可节约管线工程的建设成本。提出了下一步需要继续研究的管线钢管问题,并对X80高频加热弯管的试制及性能做了简要分析。     

X80级管线钢管及感应加热弯管的研制和试验

介绍了华北石油钢管厂X80钢螺旋埋弧焊管、直缝埋弧焊管及感应加热弯管的研制情况。一系列研制检测数据表明：现有的成型、焊接工艺和材料能够满足X80钢埋弧焊管的制造要求;X80钢螺旋缝和直缝埋弧焊管的批量试制结果全部符合“X80级管线钢管应用工程”钢管技术条件的要求;从原材料生产到钢管制造可以达到稳定的批量生产要求。同时指出,X80级管线钢和钢管在强度测试、拉伸试验试样制备、DWTT试验的异常断口判定以及碳当量的计算公式等方面,相应的公认技术标准还不够完备,应在应用过程中完善标准。     

-30℃低温环境下大直径X70级钢管的焊接

对试验用X70级管线钢的焊接性进行了详尽的分析,在-30℃低温环境下进行了两种焊接工艺试验,根据相应的常规力学性能试验、金相检验和硬度测试结果,提出了-30℃低温环境下可行的两种焊接工艺及其相应的工艺参数和技术措施.     

X80钢级Φ1016mm管道四点弯曲试验数值分析

为了保证管道在四点弯曲试验时有足够长的区域满足纯弯曲条件,通过有限元模拟分析了X80钢级Φ1 016 mm管道全尺寸四点弯曲试验时管道弯矩、剪力和轴向应变分布,以及管道在集中力作用下的轴向应变分布。结果表明:从内力角度来看,四点弯曲试验时,两个加载压头之间的管道满足纯弯曲条件;从轴向应变角度来看,四点弯曲试验时,管道中部2 m范围的区域满足纯弯曲条件;加载压头处管道会产生应变突变并产生一定范围的影响;长度12 m的X80钢级Φ1 016 mm管道在四点弯曲试验时,应保证加载压头之间的间距≥4 m,从而保证管道中部至少有2 m长的区域满足纯弯曲条件。研究成果可为大直径管道全尺寸四点弯曲试验的开展提供理论依据。     

国产X65卷板及钢管在库鄯管道的应用

通过对宝钢产Ｘ６５高强度,高韧性卷板的化学成分和力学性能的检验,证明其产品化学成分及机械性能稳定,波动范围不,具有良好的低温冲击性和低温抗动态撕裂能力,且各项理化检验指标均满足“库鄯输管道工程补充订货热轧卷板技术的要求”,制管后在线使用情况良好。     

X100管线钢管的开发

为了开发钢管母材和ＨＡＺ低温韧性以及焊接性能良好的Ｘ１００管线钢管，以对以Ｎｂ－Ｍｏ系和Ｎｂ－Ｂ系二种微合金元素为基本成分的钢材进行了研究，由于采用合适的化学成分和ＴＭＣＰ条件，查明了在保证现场焊接性能情况下，可以确保Ｘ１００管线钢有促够强度和低温韧性。根据研究结果试制出Ｘ１００ＵＯＥ钢管，实践证明钢管完全符合上述要求。     

海洋环境服役高钢级管线管的组织与性能

通过试验测试研究了不同化学成分X65QO钢级海洋环境服役管线管的组织性能与焊接性。研究结果表明:采用低碳、降低P,S和Mn含量,可以减少成分偏析和MnS夹杂。添加适量的Cr,Mo和Ti等合金元素,保证钢管具有较好的强韧性、抗硫化物腐蚀开裂（SCC）和抗氢致开裂（HIC）性能,并改善了钢管的现场焊接性;在满足强度要求下,屈强比越低,伸长率越高,维氏硬度越小,越适合在具有腐蚀性、对钢管变形能力要求较高的海洋环境中使用。     

X80级螺旋埋弧焊接钢管应变时效研究

模拟内外防腐的温度条件,研究了不同加热温度对X80级φ1219mm×18.4mm螺旋埋弧焊接钢管拉伸性能的影响。试验结果表明,模拟内外防腐的时效试验得到的屈服强度升高,而抗拉强度基本上无明显变化。模拟试验揭示了应变时效的规律,对于防腐工艺的制定和执行有借鉴意义。     

X100管线钢管的技术要求及研究开发

结合X100管线钢管开发研究成果,对X100管线钢管开发研究中普遍关注的断裂控制、高屈强比、各向异性、缺陷容限和韧脆转变行为等主要问题进行了分析讨论。研究结果表明,用DWTT试验和Battelle总结的85%SA对应温度经验方法能准确预测X100钢管的韧脆转变温度和断裂行为;目前只有全尺寸实物爆破试验法是适用于X100管线裂纹止裂行为预测的可靠方法。因此,X100管线钢管的应用还需根据具体管线服役工况,在API SPEC 5L标准基础上,补充屈强比、止裂韧性及DWTT等关键技术指标的要求,以保证X100管线的服役安全。