X80级管线钢管工程应用的几个问题

在对国内外大量文献和实际管道建设情况调研分析的基础上,结合国内X80级管线钢管的研究开发和产品试制结果,对我国管道界普遍关心的X80级管线钢管工程应用中的几个问题进行了论述.结果表明,采用高压输送及选用高钢级管材可以大量节约建设成本,是天然气管道发展的重要趋势.X80级已是国际上成熟的和标准的管线钢钢级,国际上在管道设计、生产、施工和运营等方面已有成熟经验.国内经过几年的研究开发首批试制的X80级管线钢管质量指标满足要求严格的X80级管线钢管应用工程标准要求,钢管实物质量与国外同类产品处于同一水平.国际上对输送普通天然气的X80级管道的断裂控制问题已经解决,根据对X80级管道启裂韧性和止裂韧性的分析研究及管道运行安全性的分析,用减薄壁厚的X80级替代X70级是安全的,也是可行的.未来X80级管线钢管在国际上的应用将会越来越广泛.实施X80级管线钢管工程应用是十分必要的.建议在未来大口径高压输气管线中优先选用X80级管线钢管.     

大应变管线钢和钢管的关键技术进展及展望

油气管道工程在途经地震带、滑坡带、矿山采空区、沉陷带等特殊地质环境时,使用的大应变管线钢和钢管的研制及应用配套技术是国际上研究的热点之一,也是我国重要油气管道工程必须破解的重大难题。为此,围绕大应变管线钢和钢管研发应用中的一系列关键技术难题,通过十余年的联合攻关,取得了多项理论技术创新。主要成果包括:①提出了应用多个不同的应力比、屈强比、均匀延伸率等参数联合表征和评价钢管变形行为的方法,建立了X70HD/X80HD大应变管线钢和钢管新产品技术指标体系和标准;②研发形成了X70HD/X80HD钢板制造成套技术,获得了兼备低屈强比、高均匀伸长率、高应力比、高强韧性的大应变钢板;③研发形成了X70HD/X80HD JCOE和UOE大应变直缝埋弧焊管制造技术,解决了钢管母材和焊缝性能合理匹配及成型、焊接、扩径、热涂覆过程性能劣化难题;④自主研制了钢管内压+弯曲大变形实物试验装置,研发形成了钢管实物模拟变形试验技术。X70HD/X80HD大应变管线钢和钢管在西气东输、中缅管道等重大输气管道工程中实现了规模化应用,取得了良好的应用实效。根据复杂地质条件管道建设与长期安全运行的新要求,提出了进一步发...     

大应变管线钢和钢管的关键技术进展及展望

油气管道工程在途经地震带、滑坡带、矿山采空区、沉陷带等特殊地质环境时，使用的大应变管线钢和钢管的研制及应用配套技术是国际上研究的热点之一，也是我国重要油气管道工程必须破解的重大难题。为此，围绕大应变管线钢和钢管研发应用中的一系列关键技术难题，通过十余年的联合攻关，取得了多项理论技术创新。主要成果包括：①提出了应用多个不同的应力比、屈强比、均匀延伸率等参数联合表征和评价钢管变形行为的方法，建立了X70HD/X80HD大应变管线钢和钢管新产品技术指标体系和标准；②研发形成了X70HD/X80HD钢板制造成套技术，获得了兼备低屈强比、高均匀伸长率、高应力比、高强韧性的大应变钢板；③研发形成了X70HD/X80HD JCOE和UOE大应变直缝埋弧焊管制造技术，解决了钢管母材和焊缝性能合理匹配及成型、焊接、扩径、热涂覆过程性能劣化难题；④自主研制了钢管内压+弯曲大变形实物试验装置，研发形成了钢管实物模拟变形试验技术。X70HD/X80HD大应变管线钢和钢管在西气东输、中缅管道等重大输气管道工程中实现了规模化应用，取得了良好的应用实效。根据复杂地质条件管道建设与长期安全运行的新要求，提出了进一步发展基于应变的管道设计新方法，研发或完善与环焊缝强匹配要求相适应的焊接方法、焊接材料、焊接工艺、环焊缝性能质量及缺陷控制要求等配套技术的建议。     

当前管线钢管研究的热点问题探讨

随着石油天然气资源的开发和发展,对油气长输管道的综合性能要求越来越高,管线钢管也向着高强度、大直径和大壁厚的方向发展。介绍了当前管道建设的发展动向,以及对管线钢管提出的更高的要求。分析讨论了当前管线钢管研究中出现的热点问题,指出了我国在这些方面与国际先进水平的差距。     

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。     

当前管线钢管研发的几个热点问题

介绍了当前管线钢管研发中,超大输量天然气管道用管、超高强度管线钢管的开发以及螺旋焊管的可持续发展等几个热点问题。文章指出,我国正在同时开展X90和X100管线钢的研发,力争在X90的开发应用上首先取得突破;大壁厚螺旋焊管的开发势不可挡,应重视对头焊的适用性研究;应重视和借鉴日本新日铁关于高频电阻焊管质量改进的一些措施;CO2输送管道的断裂控制和钢管开发可能是今后管线钢管的发展方向之一。     

高钢级管材现场冷弯过程中的变形影响

大口径冷弯管是长输管道施工中常用管件,目前使用的弯管基本上是利用液压弯管机在施工现场冷弯制做而成.而大口径高钢级管线管经现场冷弯后,必然要产生变形硬化和应变时效现象.笔者分析了钢管的几何形状(径厚比)、材料的屈强比、应力-应变行为对高钢级管线管冷弯变形的影响.提出了通过控制能量补充参数来改善高钢级管线管变形的方法.     

极寒地区油气管线建设研究现状

为了更好地开发北极等极寒地区蕴藏的巨量石油天然气资源,从北极地区的油气资源及分布情况入手,对当前极地油气管线建设所面临的极寒温度下大壁厚管线钢管的脆性断裂、穿越冻土层导致的钢管大变形等技术难题进行了分析和研究,总结了国外极地管线以及我国高寒地区低温管线的建设现状。结论指出,极寒温度下大壁厚管线钢管焊接接头的脆化机理与抗应变管线钢管的研究是建设长距离极地油气输送管线必须重点关注的方向。     

焊接钢管技术的新进展

介绍了近十几年国际管线钢管技术的新进展,包括陆地天然气管道用管、海底天然气管道用管以及大应变钢管和超高强度管线钢管的开发;焊管企业的现代化信息系统的建设及发展;我国高频直缝焊管、螺旋埋弧焊管和直缝埋弧焊管生产技术和装备的技术进步.建议我国焊管企业应加快设备改造和升级,以适应管线管向高性能、高钢级、大壁厚和高尺寸精度发展...     

我国天然气工业和管线钢管发展展望

回顾了油气长输管道的发展历程和技术进步,并从钢管生产向高度集约化发展、钢管企业向高度信息化和自动化发展、油气管道从陆地走向海洋、特殊用途管线钢管开发、高性能低成本管线钢的开发和应用、螺旋焊管预精焊使螺旋焊管强势占领市场、超高强度管线钢管应用将有新突破和一贯制管理模式等八个方面对我国油气长输管线钢管发展作了展望。     

考虑变形硬化的管道塑性弯曲屈曲临界应变预测

为了正确评估管道弯曲屈曲的临界应变,在考虑变形硬化对管道塑性弯曲的影响的基础上,对基于截面椭圆化模型的管道塑性弯曲屈曲的临界应变评估方法进行改进,提出一个考虑变形硬化的管道塑性弯曲屈曲的临界应变预测方法。其中,管道材料的应变硬化属于Hollomon类型。此外,使用文献中的测试数据对所提出的表达式进行了检验。结果表明,所提出的预测表达式能够合理地揭示应变硬化行为对管道塑性弯曲时临界屈曲应变的影响,为预防管道弯曲屈曲导致的基于强度的管道设计失效提供帮助。     

石油化工装置中低压大口径管道设计探讨

介绍了石油化工装置中低压大口径管道组成件规格的选取、制造标准、特殊管件的尺寸计算和制造的要求,同时对大口径管子的壁厚计算、支管连接补强和柔性分析中考虑的因素加以阐述,并根据大口径管道的特点,结合具体工程,对大口径管道的布置和施工等进行探讨。     

完善我国油气管道钢管制管体系的几个问题

油、气管道输送在我国已有一定基础，与先进工艺国家相比，还存在相当大的差距，油，气管道用钢管是管道建设的基础，钢管的质量决定于钢板（板卷）与制管的质量。文章论述我国即将进入建设长距离，大口径，高压力油气输送管道的今天，必须要解决国产管线钢，钢板生产和生产直缝双面埋焊钢管的问题。论述了直缝埋弧焊钢管与高质量螺旋缝钢管在我国油、气管道建设中的各自作用和地位，提高了发展管线钢生产和建设直缝埋弧焊机组的类型     

海底输气管道强度设计

海底输气管道建设方兴未艾，海底管道设计正向着高压力、大管径、长距离、深海域发展。与陆上管道强度设计不同，海底管道壁厚计算的基本载荷除了管道内压外还应考虑海水水深造成的静水压力。在很高的静水压力作用下，管道截面可能发生屈曲，当外部压力超过某一临界值时，局部屈曲可沿管线轴向传播。本文介绍了海底管道强度设计的特点、管道壁厚的计算方法和防止海底管道发生屈曲变形传播的措施。     

日本钢铁生产技术和大口径管线钢管的发展

介绍了日本大口径管线钢管和相应技术开发成果，以及日本钢铁协会HLP委员会在管线钢管高速延性止裂能力和抗HIC性能方面的研究情况，并对日本高强度、高韧性管线钢的生产技术对大口径管线钢管生产技术发展的影响作了简要说明。     

高钢级管线钢在输气管道中的应用

能源的需求促使天然气管道向高压力、大口径方向发展,因而也促进了高钢级管线钢技术的发展和应用,应用高钢级管线钢可降低输气管道的建设成本。文中通过具体实例详细地论述了高钢级钢管的应用和发展。并对当前制约高钢级钢管应用的几个技术问题进行了探讨。     

X80高强度管线钢管整体抗震安全性研究

概述了日本高压输气管线抗震安全性设计的基本原理,以及高应变X80管线钢(X80-HSLP)所要求的应变性能,并通过X80-HSLP弯曲变形实例,研究了管线钢管在弯曲变形时压缩侧的应变能力和拉伸侧环形焊缝的应变能力。假如这种高应变X80钢管的外径、壁厚、设计系数分别为762mm,15.6mm和0.40,那么可以测定其临界压缩应变为2.14%,大约是常规X80钢管的1.5倍。这种优良的应变能力可以降低管线敷设成本,保证敷设在地震和寒冷地区管线的整体抗震安全性。     

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。     

深海用高强厚壁直缝埋弧焊管开发技术难点分析

深海油气管道对管道用管材的可靠性提出了更高的技术要求,高强度大壁厚直缝埋弧焊管是深海油气输送管道的方向发展。从深海用高强度厚壁直缝埋弧焊管对管线钢板材及钢管在高强度、高韧性和抗脆断、高尺寸精度、低焊接碳当量和良好焊接性以及抗腐蚀性等方面的高技术要求入手,详细分析了高强度厚壁管线钢材料、板材质量控制和钢管制造工艺等方面存在的技术难点,提出了解决思路。     

具有塑性各向异性的高强度UOE钢管成型与屈曲仿真

UOE钢管成型应变和防腐涂层加热时的应变时效造成管线钢管的塑性具有各向异性,并且钢管纵向和周向的加工硬化系数不同。但是,塑性各向异性对于钢管工艺性能的影响目前尚未有明确的定论。采用两个能够分别代表塑性滞后和正交各向异性的不同屈服函数,建立了UOE钢管成型和弯曲的数学仿真模型。研究表明,成型模型引入了与材料强度和装备设计指标相对应的操作方案可以弥补下压能力的欠缺;弯曲模型说明应力－应变曲线上屈服点的伸长降低了钢管周向与纵向的屈曲极限,其降低程度取决于钢管的规格和内压。