高压输气管线用高强度级管线钢管(续)

基于新版ISO 3183(FDIS)管线钢管国际标准,论述了对高强度管线钢管的技术要求及其背景.着重阐述了管线钢管在高压运行环境下的行为、高强度管线钢管的典型力学性能和X80强度级管线钢管的止裂性能.     

高压输气管线用钢

回顾了我国输气管线用控制轧制微合金钢的发展。通过研制新钢种的实验室数据和显微组织照片，全面地介绍了我国在21世纪开始应用的现代化输气管线用针状铁素体钢，并对输气管线钢应用中所涉及的延性断裂韧性等问题作了讨论。     

日本新日铁X80级管线钢管研究概述

简要介绍了世界上已建的X80级管线工程。重点介绍了日本新日铁X80级UOE钢管的生产工艺和力学性能,并根据中国西气东输二线工程备选设计方案采用日本HLP提供的模拟方法对X80级输气管道延性断裂扩展行为进行了模拟计算。计算结果表明,中国西气东输二线工程备选方案对延性断裂的止裂韧性要求较高。     

国外输气管线止裂韧性预测的研究进展

回顾了输气管线的止裂研究工作,表明对于高韧性高压力管线,采用原有的止裂预测模型不准确且有风险。介绍了国外各大研究机构提出的改进方法,并在此基础上提出研究发展趋势,旨在为现有管道建设提供参考。     

长距离输气管线用X120级钢管的研究

X120级高强度管线钢的发展为天然气生产商提供了将长距离输气管线总造价降低5%～15%的机会,进而可降低向市场输送天然气的价格.成本降低来源于多个方面,包括材料、施工、(气体)压缩以及与综合设计方案结合所带来的节约.介绍了X120钢级发展方案的概况,包括大规模的试验和环缝焊接,同时讨论了X120级管线钢实际应用的方案,在这些方案中管道承压较高,管径较小,最终工程总造价可节约5%～15%.     

高强度管线钢的发展和挑战

随着石油、天然气消费量的增长,石油、天然气输送管线的重要性显得越来越突出.为了实现安全、经济的输送,管线钢钢管起到重要的作用.针对长距离高压输送管线的发展带来的对高强度钢管的巨大需求,论述了X70级钢管在全球的主要管线工程中的应用以及X80及其以上级别钢管技术的发展状况,指出:要实现X80及以上级别钢管的应用,还有很多工作要做,例如高强度管线钢的综合性能、断裂韧性、止裂性能的研究及焊接设计等,此外,还要完善和建立钢管性能标准、设计标准、施工标准等.     

X100高压输送管线裂纹止裂预测探讨

参考目前X100高钢级管线全尺寸气体爆破试验结果,讨论了管线钢材料流变应力、DWTT能量对管道止裂行为的影响,研究分析了现有裂纹止裂预测模型对X100高钢级管线预测的局限性.提出了M参量(M=CV NV2/yS)的预测方法.分析结果表明,用参量M可以很好地预测管线裂纹扩展和止裂.结合材料流变应力、DWTT能量和参量M可以为实际管道工程用钢管的关键力学性能指标的确定提供支持.     

长距离输气管线用X120级钢管的研究(续一)

X120级高强度管线钢的发展为天然气生产商提供了将长距离输气管线总造价降低5%～15%的机会,进而可降低向市场输送天然气的价格.成本降低来源于多个方面,包括材料、施工、(气体)压缩以及与综合设计方案结合所带来的节约.介绍了X120钢级发展方案的概况,包括大规模的试验和环缝焊接,同时讨论了X120级管线钢实际应用的方案,在这些方案中管道承压较高,管径较小,最终工程总造价可节约5%～15%.     

长距离输气管线用X120级钢管的研究(续二)

X120级高强度管线钢的发展为天然气生产商提供了将长距离输气管线总造价降低5%～15%的机会,进而可降低向市场输送天然气的价格.成本降低来源于多个方面,包括材料、施工、(气体)压缩以及与综合设计方案结合所带来的节约.介绍了X120级钢管发展方案的概况,包括大规模的试验和环缝焊接,同时讨论了X120级管线钢实际应用的方案,在这些方案中管道承压较高,管径较小,最终工程总造价可节约5%～15%.     

高强度管线钢焊接接头不同缺口位置的断裂韧性研究

采用夏比冲击试验,研究了X65级高频焊管、X80和X100级埋弧焊管焊接接头不同缺口位置的断裂韧性,用扫描电镜和金相方法分析了冲击试样断口特征和微观组织。结果表明,高钢级管线钢高频焊接焊缝处的断裂韧性最低,其冲击功大小与热处理工艺密切相关;而埋弧焊接热影响区断裂韧性在熔合线处最低,其主要原因是此处的组织为粗大的粒状贝氏体,而且强度越高焊接热循环对管线钢的作用越强,在熔合线附近更容易产生粗大组织,使断裂韧性降低。讨论了油气输送管道用钢管标准和技术条件对焊缝和热影响区冲击试样缺口位置的规定。     

高钢级天然气输送管线钢强度特性

近十年来,随着天然气耗用量增大．管线钢技术也有了很大的发展,天然气能够安全、经济地输送,管线至关重要。比如近海天然气田深水管线对管线管壁厚和高韧性的要求,又如长距离输气管线对管线钢强度的要求在X80钢级以上,用以降低输气成本。为满足上述对安全和经济性的要求,制钢技术得到充分发展,X100级钢也因此得到进一步研究。然而,为使X100级钢管用于管线建设,还需要对X100钢的各种特性进行深入研究。如变形行为特征、焊接设计、动态延性断裂止裂、管材性能、X100管线建设规范等。     

城市地区天然气管线的钢管选择

随着天然气的开发和城市天然气管线的大规模建设,城市天然气管线的安全性越来越受到人们的重视。通过对管线钢管的应力腐蚀问题和抗地质灾害的变形性能问题的分析,以及对国外城市地区天然气管线钢管选择问题的探讨,认为我国在城市和地质条件恶劣地区应当避免使用高于X65级的钢管敷设天然气高压输送管线。同时,钢厂与钢管厂应联手开发专门用于城市和地质条件复杂地区敷设天然气管线的专用管线钢管系列。     

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。     

西气东输管道工程用高强度感应加热弯管的选材研究

结合西气东输工程用弯管国产化研究项目,选用不同成分的X70微合金控轧钢进行试验室热模拟和工厂弯管热煨制试验,对X70控轧钢二次加热后强韧性的影响因素进行了研究。提出了在碳当量一定的条件下,调整钢中C、Mn、Mo等强淬透性合金元素的比例,以利于弯管的成型;制定出了油气输送管道工程用X70感应加热弯管选材技术条件。按照此条件选用与干线管化学成分相近的含Nb低碳微合金控轧钢,研制生产出了可焊性和综合力学性能与干线管强度和韧性相匹配的X70大口径弯管,该研究成果在西气东输工程和陕京二线工程中得到直接应用。     

长输油气管道的钢管设计选用

介绍了长输油气管道用钢管的选用程序和原则.在此基础上,根据管输介质、管径、设计压力、自然条件等因素,结合几种常用钢管的优缺点,确定管型;在进行钢级的选择时,应考虑钢管可焊性、焊接工艺、壁厚圆整和最小壁厚等问题.     

X80级管线钢在高压大流量输气管道上的应用与发展前景

简单介绍了X80级管线钢在国外输气管道上的应用情况。介绍了澳大利亚业界对X80级管线钢应用方面的分析和观点，国外在应用X80级管线钢方面的标志性工程以及基于应变的管道极限状态设计方法。总结了《2004北京X80级管线钢及钢管国际研讨会》的主要结论，并对国内应用X80级管线钢的发展前景作了分析与建议：①将X80级管线钢应用于高压大流量输气管道已经是一项成熟的技术，可以带来可观的经济效益；②高压、大流量输气管道使用的管线钢新一轮的升级正在到来；③及时了解X80级管线钢的性能和管道设计、钢管制造、现场施工等特点，对长距离、高压、大流量输气管道钢级的选择，能做出正确决策。     

高性能输送管线钢

鉴于管道工业将面临建设输送原油、成品油、粉煤浆、天然气等多种形式管线的高潮,对输送管线用钢发展前沿问题,如根据应变设计(strain design)原则在地质状况不稳定地区或深海建设管线用高抗变形管线钢;建设输送粉煤浆管线用抗冲蚀(anti-erosion)管线钢;建设长距离输送天然气管线用X100/X120级管线钢;能够大幅度提高厚壁管线钢管环焊热影响区韧性的含氧化钛质点管线钢;用于X100/X120级管线钢的新型高强度焊接材料以及防止高压输气管线发展延性断裂等问题做了综合论述.     

弥合水击作用下高压输气管道强度计算方法

为了解决高压输气管道在清管工艺过程中由于弥合水击导致管道的强度破坏,采用刚性水击理论导出了高压输气管道弥合水击压力公式。在此基础上,研究了高压输气管道不同壁厚、清管器不同初速度和水柱高程差等工艺参数对输气管道弥合水击压力的影响。数值计算结果表明,弥合水击压力随着清管器运行初速度增大而增大,随着爬坡段水柱高度增大而增大,最后趋于稳定,随着水平段水柱长度增大而减小。根据弥合水击压力计算了管道的应力分布和带缺陷管道的应力因子,并根据应力强度理论和断裂理论得到了不同壁厚输气管道的极限压力,最终确定了清管工艺的各极限工艺参数。