高钢级管道全尺寸气体爆破试验技术研究

为了全面掌握高钢级管道止裂韧性预测方法,对高钢级管道全尺寸气体爆破试验技术进行了研究。在设计试验流程、钢管排布、传感器安装和数据采集等方案的基础上,对Φ1 422 mm X80钢级螺旋缝埋弧焊管进行了压力13.3 MPa的全尺寸气体爆破试验。结果显示,管道全尺寸爆破试验顺利实施,裂纹扩展速度、减压波等数据采集技术可靠,测试结果准确,与理论计算结果一致性较好。结果表明,我国已攻克并掌握全尺寸气体爆破试验关键技术,进一步提升了管道断裂控制研究方面的能力。     

全尺寸气体爆破试验用管道设计技术难点

对于高钢级大口径天然气管道而言,需要通过全尺寸气体爆破试验来确定钢管止裂韧性。全尺寸爆破试验用管道及附属设施设计是否合理,决定了全尺寸气体爆破试验是否能够顺利实施并获得可靠的试验结果。研究计算得到了爆破试验用储气管道及试验管道长度,以及试验管道上安装的线性聚能切割器长度、止裂器厚度、长度等关键参数。以上关键技术问题的解决保障了X80及X90系列全尺寸气体爆破试验的顺利开展。     

外径1 422 mm的X80钢管材技术条件研究及产品开发

为了满足中俄东线天然气管道工程380×108 m3/a 超大输气量的要求,大口径、厚壁、高钢级钢管便成为了主要选择。为此,结合该管道工程用外径为1 422 mm 的X80 钢管材技术条件的研究制订过程,对国内外管线钢管技术标准进行了对比分析,同时对外径为1 422 mm X80 钢管材技术条件中的化学成分和止裂韧性等关键技术指标及制订过程进行了分析探讨,并对外径为1 422 mm X80 钢管的开发过程及产品性能进行了介绍。通过生产试制和产品检测,证明现有技术条件合理有效地解决了化学成分 控制、断裂控制、产品焊接稳定性等技术问题,不仅满足了工程要求,而且也适应生产情况,可以保障中俄东线天然气管道的本质安全。该研究成果可为中俄东线建设外径为1 422 mm X80 钢天然气管道提供技术支撑,同时对于其他天然气管道工程技术条件的制订也具有指导意义。     

Effects of induction heating on properties of X80 longitudinal submerged-arc welding line pipe

The local induction heating process and the whole induction heating process were adopted to develop the X80 φ1219 mm×22 mm induction bends in this paper. After the tempering of the bends, the effect of induction heating on the properties of X80 longitudinal submerged-arc welding line pipe was studied. The results show that for the X80 bend manufactured via the local induction heating, both the tensile strength and yield ratio of unquenched straight tangents are higher than those of the quenched bend area. The toughness of straight tangents is lower than that of the bend area. The strength and toughness of straight tangents do not match perfectly that of the bend area. The induction heating can improve effectively the toughness of weld pipe, reduce the tensile strength and yield ratio to some extent. The whole induction heating makes the match of properties between the straight tangents and the bend area reasonable, thus it is an optimum process for the manufacturing of X80 induction bend.     

站场螺旋焊管环焊缝接头失效原因分析

通过化学成分、微观组织、断口形貌分析等方法对某管线站场建设中螺旋焊管环焊接头裂纹产生的原因进行了研究。结果表明,裂纹出现于打底焊缝根焊区域,呈现出沿晶+穿晶的开裂形貌,属于焊接冷裂纹。打底焊单面焊双面成形根焊的焊瘤处附近存在未熔合缺陷是裂纹产生的直接原因,焊接工艺不当,中间焊接热输入量过大,导致粗大的粒状贝氏体形成是裂纹扩展的直接诱因。控制根焊焊缝成形,防止焊瘤产生,并且在中间施焊过程中控制焊接热输入量是防止该裂纹产生和扩展的主要途径。     

加热温度对X80弯管钢组织与性能的影响

利用热模拟试验方法研究X80感应加热弯管用钢850~1150 ℃加热温度下的组织与性能.结果表明,X80钢在二次加热及快速冷却条件下,其强度优于原材料;冲击吸收能量随着加热温度的升高而下降,其离散性相对原材料增大,但-20 ℃冲击检测结果仍能满足工程设计要求;试验材料在950~1050 ℃加热时,其组织主要为粒状贝氏体+少量铁素体,遗传了原材料细小晶粒的特性,可使材料获得优良的强韧性水平.     

X80钢级1422mm大口径管道断裂控制技术

在中俄东线天然气管道工程中采用高钢级(X80钢级)、大口径(外径为1 422 mm)的管道进行高压输送(压力为12MPa)可以有效增加天然气输送量,满足我国能源战略的需要。然而随着钢级、输送压力、管径及设计系数的不断提高,管道的延性断裂成为断裂的主要方式,止裂控制便成为研究的重点。为此,对止裂韧性计算的主要方法 Battelle双曲线(BTC)方法以及断裂阻力曲线和减压波曲线进行了深入研究,明确了BTC方法的原理及其适用范围,同时分析了BTC方法应用于高强度、高韧性管线钢时所存在的问题,给出了目前国际上针对BTC计算结果常用的修正方法。回顾了俄罗斯Bovanenkovo-Ukhta外径为1 422 mm X80管道断裂的控制方案,针对中俄东线管道的设计参数,对BTC计算结果进行了修正,进而制订出符合中俄东线天然气管道安全要求的止裂韧性值(245 J)。     

保护套圈对步进式电弧螺柱焊过程电弧行为的影响

利用自行研制的步进式电弧螺柱焊枪,采用套圈作为焊接过程的保护方式,研究了套圈保护步进式电弧螺柱焊过程。对焊接过程的电流及电压波形进行采集,分析焊接过程的电弧行为。实验结果表明,在套圈保护下,步进式电弧螺柱焊过程电弧稳定燃烧,熔化金属短路现象明显减少;螺柱送进过程的“无弧”时间缩短。焊接过程电弧行为的改善提高了电弧对接头的加热效率;与无保护步进式电弧螺柱焊相比,套圈保护步进式电弧螺柱焊可以在一定范围内缩短焊接时间。     

密相/超临界CO2管道全尺寸爆破试验综述

密相/超临界CO₂管道止裂韧性预测是世界范围内研究的热点和难点问题,目前已有的止裂韧性预测模型尚不能准确预测密相/超临界CO₂管道的止裂韧性。超临界CO₂管道全尺寸爆破试验是确定超临界CO₂管道止裂韧性的最佳方法,目前全球范围内仅有11次超临界CO₂管道全尺寸爆破试验,国内尚属空白。从基本情况、试验工况和参数、试验目的和结果等几个主要方向细致分析、总结和对比现有CO₂管道全尺寸爆破试验,为后续国内CO₂管道全尺寸爆破试验的开展提供理论指导和数据支撑,为CO₂管道设计和工程应用提供有力的参考依据。     

从技术视角看北溪管道泄漏事件

穿越波罗的海从俄罗斯输送大量天然气到德国的北溪管道,是目前世界上输送能力最大、长度最长、管径最大的海底天然气管道,技术含量高,对我国天然气资源的引进及管道建设与运行具有重要参考价值。介绍了北溪管道的概况,着重从技术角度分析了其断裂和泄漏的原因以及修复的可行性,讨论了其对中俄天然气合作的影响,并就中俄油气管线建设关键技术研究提出了建议。