X90大口径UOE焊管的开发研究

采用热—力模拟试验技术和试验轧制方法,研究了X90高强度管线钢形变奥氏体动态连续冷却转变特性以及工艺性能关系,并以此为基础进行了X90管线钢板和大口径焊管的工业试制.结果表明,通过采用低碳、高锰及微合金化的成分设计方法和优化的控轧控冷厚板制造工艺,可制造以细化低碳贝氏体为组织特征、具有高强度和高韧性的X90管线钢板.结合合适的UOE成型及焊接工艺,试制的φ1 219×16.3 mm、φ1 219×19.6 mm规格X90大口径UOE焊管同样具有优异的强度、塑性和韧性匹配,管体横向均匀延伸率达到4.5％以上,-10C管体冲击功达到300 J以上,0℃ DWTT剪切面积达到90％以上,且具有较好的焊缝质量,各项性能指标均满足第44版API 5L标准要求.     

高强度高韧性X80管线钢的研制与应用

由于长距离高压油气输送的需要,高强度高韧性管线用钢得到迅速发展.宝钢在完成"西气东输"工程用X70管线钢后,进行了更高强度级别X80管线钢的研制.现就宝钢X80管线铜的研制和应用情况,X80管线钢的成分、工艺、组织、性能和制成φ1 016×15.3 mm螺旋焊管性能进行论述.合理的成分配合最佳的控轧控冷工艺,是X80管线钢获得具有针状铁素体微观组织和高的冲击韧性、优良的低温抗动态撕裂能力的关键.     

高等级管线钢的发展现状

回顾总结了近年来国际上高等级管线钢的发展.现代管线钢向高强度、大厚度、抗应变和抗HIC方向发展.为降低长距离天然气管线的建设成本,开发了X100和X120超高强度管线管,并进行了X100和X120管线试验段建设,取得了显著的进展.开发了以双相显微组织为特征的满足"基于应变设计"的抗大应变高强度管线钢,强度等级从X65至X100,可应用于冻土带、地震区和水土流失区域的管线建设.海底管线用钢和抗HIC管线管的强度等级已从以往的X65提高到X70,X70管线管的最大壁厚可达34.1 mm,并已批量在工程中应用.新型的HTP高强度管线钢采用超低碳高铌含铬的成分设计,具有十分优良的性能,用铬替代钼可显著地降低成本,生产的X80管线管已应用于美国第一条X80管线.     

宝钢管线钢炼钢生产技术进步

宝钢自20世纪90年代初开始批量生产管线钢以来,已经生产了API-X42～X80、抗硫化氢X52～X65等钢级管线钢合计超过400万t,并于2006年成功试制了X100和X120厚板管线钢。管线钢板卷已经用于塔里木盆地输油管线、苏丹管线、西气东输管线、中俄管线等国内外输油、输气重点工程。在十多年的生产中,炼钢通过改进装备、集成一贯工艺技术以及现场操作管理技术的进步,在管线钢的纯净度控制、铸坯成分均一化控制以及表面缺陷改善等方面取得明显进步,实物[P]达到50×10^-4％,[S]达到12×10^-4％。     

薄规格双抗海底管线钢L450MOS的生产实践

通过优化成分、工艺设计及严格的过程工艺管控,试制11.1 mm L450MOS管线钢一次合格率达100%,其中屈服强度≥495 MPa,抗拉强度≥595 MPa,-20℃CVN(夏比冲击功)均值(7.5 mm)≥222 J,-20℃DWTT(落锤试验剪切面积)≥89%,HIC(氢致裂纹)各项指标均为0,-10℃CTOD(裂纹剪断扩展位移试验)特征值≥0.6 mm,完全满足供货要求,试验结果表明研制的L450MOS钢板具有优良的强塑性、低温韧性、断裂韧性及耐腐蚀性能,适用于海洋服役环境的抗腐蚀油气输送。     

用户对钢管和钢管工业的需求

全世界生产钢管的钢约占钢总产量的10％,其中三分之一生产无缝管、六分之一生产大口径(>400 mm)焊管,其余的二分之一为小口径焊管。 几乎全部大口径焊管和大部分无缝管都用于各种管线。在90年代需要X80和X100等级的管线钢。在近海应用的管线,要求钢管直径小、壁薄,因而只有X65管线钢能满足此要求。然而,对海洋用管线钢的抗腐蚀和性能稳定性有严格的要求。在恶烈环境下使用的石油套管和钻管,要求具有很高的耐腐蚀性能,对于深井用的这种管材,必须用具有很高强度的合金钢。电站锅炉管对耐热性能有严格的要求,其     

深海用厚壁X70管线钢的性能研究

通过低C、Nb、Ti微合金化、复合添加Cr、Mo的成分设计以及合理的TMCP工艺,开发出31.8 mm厚深海用X70管线钢,并对试制钢板的组织和性能进行深入分析、研究.试制钢板的组织为多边形铁素体、针状铁素体和贝氏体复相组织,屈服强度达到520 MPa以上,屈强比＜0.85,-20℃冲击功达到300 J以上,-10℃横向落锤撕裂(DWTT)剪切面积＞90％.试制深海用厚壁X70管线钢具有高强度、低屈强比、高韧性和优良低温抗动态撕裂能力的良好匹配.     

济钢X100～X120管线钢试制成功

近日．济钢X100-X120管线钢在中厚板轧机进行了首次试制，试制钢板的主要技术指标已经达到超高强度X120管线钢的要求，标志着济钢在管线钢研发生产方面取得突破性进展。     

宝钢管线钢的发展回顾

文章回顾了过去15年间宝钢管线钢的发展.通过对高强度高韧性管线钢、具有抗HIC性能管线钢和大口径输气管线用厚规格的针状铁素体型X70管线钢的研究开发,形成宝钢X系列管线钢的成分和工艺体系.产品质量稳定,已批量应用于西气东输管线工程、忠武输气管线工程、土耳其输气管线工程等国内外重要管线工程.     

日本高等级直缝埋弧焊管线钢管

从装备能力、制造流程、产品品种、规格和性能水平等方面针对日本JFE公司和新日铁住金两家主要的钢铁公司在高等级直缝埋弧焊管线钢管方面进行了调研。两家公司均为集成化钢铁联合生产企业,可实现从炼钢、轧制、制管到内外涂覆的全流程钢管一贯制制造。JFE公司UOE焊管、螺旋焊管和ERW焊管的年产能为112、20和75万t,新日铁住金的UOE焊管、螺旋焊管和ERW焊管的年产能分别为100、27和82万t。两家公司在直缝埋弧焊管方面均已开发了X100/X120高强度管、X60~X120抗大应变管、X70抗酸管、X80低温管、X80厚壁管、X65深海用厚壁管等高等级管线管产品,并应用于诸多世界主要管线工程。     

高级别管线钢X80～X120的研发与应用

通过管线长距离运输天然气、石油是能源运输的主要方式之一。出于降低成本的需要，天然气输送管线的工作压力不断提高，这就要求应用X80-X120更高级别管线钢。根据有关的文献资料，系统整理并介绍了高级别管线钢的性能指标、成分设计以及生产应用中的热点问题，并讨论了未来中国天然气管线所采用高级别钢的可能选择。     

高级别管线钢硫含量的控制

X70和X80高级别管线钢要求的硫含量极低,降低钢中硫含量的主要措施是采用LF精炼脱硫.通过LF炉造高碱度还原性渣,降低钢液氧含量,控制合适的钢液温度,已生产出的X70钢硫质量分数在0.003 0%以下,X80钢硫质量分数在0.002 0%以下.     

工艺制度对X80级抗大变形管线钢组织和性能的影响

利用扫描电镜,研究了工艺制度对X80级抗大变形管线钢组织和性能的影响。研究结果表明,随开始冷却温度的降低,先共析铁素体含量逐渐增加,贝氏体组织含量逐渐降低,钢板抗大变形性能参数提高。当开始冷却温度为720～740℃时,钢板具有最佳的综合力学性能,屈服强度Rt0.5为565 MPa,抗拉强度Rm为730 MPa,伸长率为42.7%,屈强比Rt0.5/Rm为0.75,Rt1.5/Rt0.5为1.161、Rt2.0/Rt1.0为1.116,均匀变形伸长率达到12.33%。     

X52高频焊管焊缝冲击失效原因分析

在-20℃的低温条件下对系列X52高频焊(HFW)管焊缝试样进行了夏比冲击试验,发现个别样品的冲击功明显低于正常平均值。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)以及电子背散射衍射(EBSD)等显微分析技术研究其异常的原因。结果表明,冲击韧性异常试样的断口为解理或沿晶断裂形貌,在断口裂纹起源处存在夹杂物的偏聚区,焊管基体组织中存在严重的珠光体偏聚区,从而导致焊接过程中在焊缝区域形成珠光体条带组织。而冲击功正常的试样断口为韧窝形貌,基体组织分布均匀。X52焊管焊缝冲击韧性的异常降低主要与母材基体组织分布不均匀和焊接工艺有关。     

含铌管线钢X70针状铁素体组织的产生及影响因素

测试和分析了由150 mm铸坯连轧成14.6 mm微合金化管线钢X70(%:0.04C、1.54Mn、0.05Nb、0.04V、0.01Ti、0.003 9N)的力学性能和显微组织。结果表明,通过加入微量Nb与开坯后≤950℃进行变形量≥70%的控制轧制,终轧800℃并以20～30℃/s冷至500～550℃,管线钢X70的室温组织为典型的针状铁素体,晶粒尺寸2～5μm,具有良好的综合力学性能,即σ_(0.5)≥565 MPa,σ_b≥655 MPa,Cv(-20℃)≥212 J。     

X120级超高强度管线钢生产工艺研究现状

X120管线钢的碳含量一般为0.05%,(Cu+Ni+Cr+Mo)≤2%,并加入微合金化元素V、Nb、Ti、B。通过控轧和强控冷工艺,该钢具有高强度、高韧性和良好的焊接性。介绍了生产X120管线钢的在线热处理工艺装置JFE-HOP,间断直接淬火(IDQ),直接淬火DQ-T工艺和淬火-配分(Q&P)工艺技术。讨论了其存在问题和可能的发展方向。     

X52管线钢热变形行为的研究

用Gleeble-3500热模拟试验机对X52(L360)管线钢(%:0.08C、0.20Si、0.93Mn、0.024Als、0.02Nb、0.02Ti)在950～1200℃、应变速率0.01～10 s^-1时进行50%热压缩变形试验,得出真应力-应变曲线。通过回归分析,确定X52钢热变形激活能和热变形方程,得出应变速率、温度和Z参数对热形变峰值应力的影响。结果表明,变形温度降低,峰值应力增加并向应变增大方向移动,随变形速率增加,峰值应力增大并且也向应变增大方向移动;X52钢热变形激活能为232 kJ/mol;随Z参数增加,热变形峰值应力增加。     

厚规格X70管线钢板的研发

简要介绍了安钢针对板坯较薄的情况,采用低碳-锰-铌-钼成分体系、独特的控制轧制工艺和控制冷却工艺在150 t转炉-3 500 mm炉卷轧机生产线成功研发21 mm厚度的X70管线钢,其金相组织和各项性能均优于西气东输二线用X70钢板的技术要求。     

控轧控冷工艺对X70管线钢组织与性能的影响

对21 mm X70管线钢的控轧控冷工艺进行了试验分析,表明合理控制精轧温度、终轧温度和终冷温度可以得到组织细化和性能良好的针状铁素体管线钢板.