高性能输送管线钢(续)

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管线用高抗变形管线钢;输送粉煤浆管线用抗冲蚀(anti-erosion)管线钢;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.     

X100/X120管线钢的研发和生产

详细介绍了采用高强度管线钢进行天然气传输的经济效益以及高强度管线钢的研究现状,从高强度大直径管线钢的试验和生产实际出发,对材料性能及部分服役行为进行了描述。     

超高强度管线钢管研发新进展

介绍了国内外管线钢的发展趋势和超高强度管线钢早期的开发情况,以及早期建设的2个X100/X120管道试验段——西部回路和戈丁湖环路管道的力学性能和焊接工艺情况。重点阐述了包括X100大应变管线钢和X100螺旋焊管在内的超高强度管线钢及钢管研发的新进展,并以斯提兹维尔试验段为例,对X100管线钢管的化学成分、力学性能和管道环焊缝的各项性能进行了分析,分析认为:目前X100钢管的开发已从单纯试制几根钢管发展到5 km以上的试验段,且环焊缝焊接工艺也已基本解决,超高强度管线钢管的开发可能在X100级别取得重大突破性进展。最后,对我国超高强度管线钢的开发提出了建议。     

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。     

X100／X120钢级高性能管线钢国际高层论坛会召开

由中国石油学会储运专业委员会主办，中国国际管道展览会组委会（CIPPE）和X100／X120钢级高性能管线钢国际论坛会组委会承办的X100／X120钢级高性能管线钢国际高层论坛会于2005年7月28～29日在北京隆重召开，来自国内外130余位学者专家出席了会议。     

高性能管线钢焊接材料研制

西气东输工程需要应用大量高性能X70管线钢及其配套焊接材料。管线钢焊缝应具有高强度高韧性,焊缝中主要杂质元素S,As的含量须保持在较低的水平。介绍了武钢在高性能管线钢埋弧焊、气保焊及手工焊焊接材料开发方面所作的工作。武钢在提高焊接材料性能、焊接材料冶炼方面取得了较大的成绩,已具备较强的焊接材料研发、冶炼生产和盘条轧制的能力。     

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.     

X100管线钢的焊接工艺研究

针对X100管线钢管的焊接性、现场焊接工艺等展开研究.对焊缝进行破坏性试验研究表明,采用RMD+ FCAW焊接工艺获得的焊缝性能比SMAW高;SMAW工艺的焊接接头的弯曲试件出现熔合线横裂的缺陷,但满足SY/T 4103-2006中关于焊接工艺评定标准;两种工艺获得的接头基本能满足与母材强度相匹配的要求;焊缝金属-30℃时的抗冲击韧性较高,能满足低温环境现场施工的需要.     

X120管线钢焊接试验及分析

采用焊接热模拟方法研究了线能量对X120管线钢HAZ韧性的影响,并通过3种不同成分焊丝与焊剂的匹配试验,确定了X120管线钢的最佳焊材匹配方案。以确定的工艺参数对JCO成型的X120管线钢进行了焊接实践,并对焊后钢管的性能进行了分析。研究表明,当线能量为35kJ·cm-1时,X120管线钢HAZ具有最高的韧性值;目前现有的焊接材料较难实现X120管线钢的过匹配焊接,应重点开发X120管线钢专用焊材;与普通管线钢具有较佳的弯曲变形能力不同,X120钢管在8倍壁厚的弯轴直径下弯曲出现裂纹,这主要是因为X120钢管焊缝CGHAZ晶粒长大明显,组织中M/A数量多,呈长条状分布,导致了X120钢管焊缝CGHAZ的脆化。     

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。     

填充金属对X100管线钢焊缝组织性能的影响

采用埋弧自动焊机和焊接热模拟试验机对X100管线钢进行了埋弧双丝焊接试验,对比分析了两种焊接工艺下得到的焊缝区组织性能的变化情况及影响因素,研究填充金属对X100管线钢组织性能的影响规律。研究结果表明,经过埋弧双丝焊所得X100管线钢焊缝组织主要以针状铁素体、粒状贝氏体和少量先共析铁素体组成,组织比较细小,与母材性能相比,焊缝区的冲击韧性良好,强度有待提高;经过焊接热模拟方法所得X100管线钢焊缝区的组织主要以板条贝氏体和少量粒状贝氏体组织组成,焊缝区的强韧性基本和母材保持一致。     

十五年来华北石油钢管厂高钢级管线钢管的开发和生产

简述了华北石油钢管厂微合金管线钢管的早期开发情况,重点回顾了自1993年陕京输气管道建设以来华北石油钢管厂高钢级管线钢管的发展历程和制管工艺、装备和技术的发展。我国的高钢级管线钢管的发展和进步是钢厂、管厂和研究院所紧密协作的结果,也得到了国际上许多专家的帮助。希望今后继续加强国内和国际合作,促进共同发展。     

X70M管线钢管高温拉伸性能研究

为了探究管线钢管在高温条件下的强度及塑性,采用X70M管线钢管进行了室温（20 ℃）与高温（300～600 °C）条件下的拉伸试验,用Boltzmann函数对强度折减系数进行了S曲线拟合。试验结果表明:随着温度的升高,X70M管线钢的屈服强度、抗拉强度均呈下降趋势,屈服强度先于抗拉强度出现下降;断后伸长率随着温度升高无明显变化,但当温度升高至600 ℃时明显升高;均匀伸长率随着温度的升高呈下降趋势,应力-应变曲线由圆屋顶型变为更加陡峭的形状,形变强化和抵抗变形的能力随着温度的升高而下降。     

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。     

日本高强度管线钢生产概述

通过介绍日本高强度管线钢的开发现状、工艺现状、各种高强度管线钢的特点以及生产使用情况可以看出,日本管线钢主要生产企业新日铁、JFE和住友公司已确立了高强度管线钢炼钢—轧钢—制管的闭环生产体制,以生产促进研发。其生产的管线钢向高强度、大壁厚、抗大变形和高耐酸性能方向发展,海底管线用钢和耐酸管线钢的强度等级已达到X70,具有优良抗大变形性能的管线钢最高强度级达X120。