大直径超厚Φ1 422 mm×25.4 mm螺旋埋弧焊管开发

通过低碳高Nb＋Mo/Ni合金设计理念,采用粗轧低温快轧技术,成功开发出典型的针状铁素体型X80级Φ1 422 mm×25.4 mm大直径超厚螺旋缝埋弧焊管用热轧卷板。在制管过程中采用低残余应力成型技术,结合适度增加水压压力,管体内表面和外表面环向应力都低于80 MPa,并通过试验确定了厚壁管材焊接过程中的最佳热输入线能量。对试制后的X80级Φ1 422 mm×25.4 mm螺旋埋弧焊管进行理化性能检测,结果显示,管体屈服强度为556～615 MPa,抗拉强度为648～655 MPa,焊接接头拉伸强度≥669 MPa,0 ℃下,母材、HAZ和焊缝夏比冲击性能都在150 J以上,母材DWTT剪切面积94%,且管体和焊接接头硬度最大值仅255HV10。检测结果表明,试制的X80级Φ1 422 mm×25.4 mm管材具有良好的力学性能,且理化性能全部符合API SPEC 5L标准要求。     

X80级Φ1422 mm×21.4 mm大直径厚壁焊管的研发及性能研究

为了实现大直径厚壁焊管的国产化,宝鸡石油钢管有限责任公司联合太钢、首钢、沙钢等多家钢厂经过多轮单炉试制和多轮千吨级试制,成功开发出了国产X80级Φ1 422 mm×21.4 mm大直径厚壁螺旋/直缝埋弧焊管,并进行了多项性能检测。结果表明,螺旋焊管管体屈服强度574~681 MPa,抗拉强度653~759 MPa,-10℃冲击功平均值373 J;直缝焊管管体屈服强度564~627 MPa,抗拉强度641~694 MPa,-10℃冲击功平均值460 J;螺旋/直缝焊管-5℃下DWTT剪切面积平均值96%。各项性能指标均达到中俄东线X80级Φ1 422 mm×21.4 mm钢管的技术要求,说明我国已经具备了工业化批量生产大直径厚壁焊管的能力。     

抗延性断裂X80厚壁直缝埋弧焊管的研发

为了满足油气输送管道对钢管止裂韧性的要求,采用超低C、低S、低P、无Mo或少量Mo以及Ni-Cr-Cu-Nb为主的合金设计体系和控轧控冷技术,开发出抗延性断裂的X80钢级Φ1 219 mm×33 mm厚壁直缝埋弧焊管。按照标准对该产品进行了夏比冲击性能、DWTT性能检测。检测结果显示,钢管管体屈服强度为570~665 MPa,抗拉强度为640~746 MPa,焊接接头抗拉强度为655~740 MPa;-10 ℃条件下母材夏比冲击功平均值达380 J,焊缝夏比冲击功平均值达165 J,热影响区夏比冲击功平均值达283 J;0 ℃条件下全壁厚DWTT试样剪切面积平均值＞80%。各项性能试验结果表明,开发的钢管满足抗延性断裂的要求,同时具有优良的低温韧性。     

X65钢级φ762mm×28.6/30.2mm海底直缝埋弧焊管

2009年我国南海深水天然气项目正式启动,该项目所需钢管为X65钢级φ762mm×28.6/30.2mm海底直缝埋弧焊管,设计压力23.9MPa,技术要求远高于陆上管线。巨龙钢管公司通过与钢厂开展联合技术攻关,先后解决了板材强度、韧性及焊接性等难题,开发出海底厚壁钢管成型、焊接、扩径、水压等工艺技术及工装模具,系统掌握了海底、厚壁钢管的制造工艺技术,按期完成3.15×104t海底管线用钢管的生产任务。研制钢管的力学性性能优良,母材、焊缝及熔合线位置的夏比冲击功平均值分别达450J、193J和290J,DWTT剪切面积平均达94%,同时具有极高的外观尺寸精度。该项目实现了我国深海高压油气输送钢管的国产化,为大壁厚、大应变、耐腐蚀等钢管以及超神海底管线用焊管的研制生产积累了经验。     

X90钢级大直径螺旋埋弧焊管的研制

为了响应管道建设向高强度、高压力的发展趋势,采用低C、高Mn和Mo-Cr-Ni-Cu-Nb-Ti合金设计体系和控轧控冷技术,开发出以粒状贝氏体为主,辅之少量板条状贝氏体铁素体的X90管线钢。通过对低应力成型技术及焊接技术等制管工艺的研究,成功开发出X90钢级Φ1 219 mm×16.3 mm超高强度螺旋埋弧焊管。按照标准对该产品进行了组批性能检测,结果显示,钢管管体横向屈服强度625~740 MPa,抗拉强度715~835 MPa,焊缝抗拉强度770~825 MPa;焊接接头最大硬度小于270HV10;-10 ℃下管体横向平均冲击功大于340 J,热影响区平均冲击功大于197 J,焊缝平均冲击功大于133 J;0 ℃下管体横向DWTT剪切面积均为100%。结果表明,开发的钢管具有优异的强度、塑性及韧性匹配,焊接性能良好。     

微观组织对X80直缝焊管与高压氢相容性影响研究

为研究不同组织X80直缝焊管与6.3 MPa氢气的相容性,采用扫描电镜分析、高压氢环境缺口试样慢拉伸试验等方法进行分析。结果表明,与6.3 MPa氮气条件相比,针状铁素体组织的Φ1 422 mm钢管母材缺口试样在6.3 MPa氢气中抗拉强度、断面收缩率和拉伸位移损失率分别为5.1 %、10.1 %和1.3 %;多边形铁素体+贝氏体组织的Φ1 219 mm钢管母材缺口试样在6.3 MPa氢气中的抗拉强度、断面收缩率和拉伸位移的损失率分别为4.9 %、62.8 %和13.7 %;针状铁素体Φ1 422 mm钢管母材相比多边形铁素体+贝氏体组织Φ1 219 mm钢管母材在6.3 MPa气态氢环境中具有更好的抗氢脆性能;Φ1 422 mm钢管直焊缝和Φ1 219 mm钢管直焊缝均为多边形铁素体组织;与氮气中相比,Φ1 422 mm钢管直焊缝在6.3 MPa氢气中的抗拉强度、断面收缩率和拉伸位移损失率分别为4.4 %、23.3 %和10.2 %;Φ1 219 mm钢管直焊缝在6.3 MPa氢气中的抗拉强度、断面收缩率和拉伸位移损失率分别为2.7 %、24.7 %和10.4 %。慢拉伸断口微观形貌表明6.3 MPa氢气的气体条件促进了氢致裂纹的萌生。     

批量试制X90管线钢管及板材强度特性研究

通过对批量试制的X90钢管及板材进行拉伸性能研究,结果表明试制的X90管线钢管拉伸强度满足X90钢级要求,螺旋埋弧焊管与直缝埋弧焊管抗拉强度相当,屈服强度明显偏低,屈强比优于直缝埋弧焊管;螺旋埋弧焊管板卷成型过程中屈服强度提高了16 MPa,直缝埋弧焊管钢板成型过程中屈服强度提高了97 MPa;X90钢管焊接接头拉伸断裂位置主要集中在熔合线和热影响区,造成这种现象的主要原因是熔合区晶粒粗化及软化。     

X80螺旋埋弧焊接钢管静水压爆破试验研究

静水压爆破试验是对螺旋埋弧焊接钢管承载能力的验证。介绍了静水压爆破试验的原理,分析了钢管承压应力和起爆位置裂口方向、试验装置等。以1 219mm×22mm X80螺旋埋弧焊接钢管为例,进行静水压及爆破试验。结果表明:钢管内压19.5MPa、保压600s,未发现焊缝和管体泄漏;测试最高压力28.12 MPa大于理论计算值22.56 MPa,钢管静水压稳压测试和最高压力满足Q/SY GJX 130—2014《OD1 219mm×22mm X80螺旋缝埋弧焊管技术条件》水压试验要求。爆破口位于管体母材,爆破口为韧性断裂,爆破开口方向与理论分析一致。     

X80钢级Φ1 524 mm×23 mm螺旋埋弧焊管试制

为了开发高钢级、大直径、厚壁螺旋埋弧焊管,与国内钢铁公司联合研发了X80钢级、超厚壁（23 mm）热轧卷板,卷板化学成分设计采用低C并添加微合金元素细化晶粒,获得超纯净、高强度、高韧性等性能优良的热轧卷板。用该卷板进行了X80钢级 Φ1 524 mm×23 mm螺旋埋弧焊管试制,通过成型、焊接等制管工艺的优化设计和实施,有效解决了在超厚壁、高钢级钢管生产中极易出现的焊缝及热影响区（HAZ）低温冲击韧性指标数据分散、不集中的问题。试制产品经内部型式试验和第三方检测评价,其质量和性能指标符合相关验收要求,具备批量生产能力,为高钢级、大壁厚螺旋埋弧焊管的工艺设计提供了参考。     

X65钢级Ф762mm×28．6／30．2mm海底直缝埋弧焊管冰

2009年我国南海深水天然气项目正式启动，该项目所需钢管为X65钢级加621m51×28．6／30．2111111海底直缝埋弧焊管，设计压力23．9MPa，技术要求远高于陆上管线。巨龙钢管公司通过与钢厂开展联合技术攻关，先后解决了板材强度、韧性及焊接性等难题，开发出海底厚壁钢管成型、焊接、扩径、水压等工艺技术及工装模具，系统掌握了海底、厚壁钢管的制造工艺技术，按期完成3．15x10。t海底管线用钢管的生产任务。研制钢管的力学性性能优良，母材、焊缝及熔合线位置的夏比冲击功平均值分别达450J、193j和290I，DwTT剪切面积平均达94％，同时具有极高的外观尺寸精度该项目实现了我国深海高压油气输送钢管的国产化，为大壁厚、大应变、耐腐蚀等钢管以及超神海底管线用焊管的研制生产积累了经验     

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。     

西气东输二线工程用X80螺旋埋弧焊管热影响区性能分析

对西气东输二线工程用X80级φ1219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管热影响区夏比冲击韧性和维氏硬度进行了统计分析.结果表明:X80螺旋埋弧焊管热影响区具有优良的力学性能,不同钢厂产品之间性能差异较小;热影响区夏比冲击功低于管体母材130 J;硬度低于母材15～24 HV10,存在明显的热影响区"软化"现象.随着钢级...     

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。     

P110钢级中大直径高频电阻焊表层套管研制

为了满足深井超深井油气开采对中大直径高钢级表层套管的需求,采用中低碳加少量Cr、B元素成分设计,并使用高频电阻焊+全管体调质热处理工艺技术,开发试制了Φ244.48 mm×11.05 mm P110钢级石油套管。结果表明,试制产品的屈服强度、抗拉强度和延伸率的平均值分别为895 MPa、975 MPa、25.0%;0℃下3/4尺寸母材和焊缝横向冲击功平均值分别达到77 J和73 J,基本实现母材与焊缝“等韧性”匹配;接头螺纹连接强度> 6 176 kN,抗内压强度> 60 MPa,抗外压挤毁强度平均值达43.5 MPa,各项性能指标均符合API SPEC 5CT、API TR 5C3等标准要求,能够满足深井超深井用高钢级表层套管安全服役要求。     

Φ3 040 mm超大直径SAWH钢管自动补焊装置的研制及应用

为了提高补焊作业效率,针对结构钢管及桩用超长、超大直径螺旋焊管的对头焊缝和螺旋焊缝缺陷,进行了Φ3 040 mm SAWH钢管自动补焊装置的研制和应用。自动补焊装置利用旋转辊旋转轨迹和焊枪平移轨迹合成螺旋焊缝运动轨迹的原理,实现了自动跟踪补焊功能。该装置主要由补焊台架、补焊机构与旋转辊3部分组成,焊接方式采用CO2气体保护焊。生产实践应用表明,自动补焊装置的应用使焊缝质量得到了优化,并且大幅提高了生产效率,降低了劳动成本。