螺旋埋弧焊管全管体扩径工艺与性能研究

随着管道建设对管材性能一致性要求的提高,以及全位置自动焊工艺对管材几何尺寸精度更高的要求,需要研究改进螺旋焊管制备工艺。开展了X80钢级Φ1 219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管全管体扩径工艺试验,对比分析了扩径前后管体的几何尺寸、残余应力及力学性能变化。结果显示,随着扩径量的增加,管体尺寸精度大幅提高,在扩径率为0.75%时,管体不圆度降低了20%,周长一致性提高了71%,噘嘴量减少35.4%,管体切断后对应的两个管端直径差值在1 mm之内;扩径可以进一步降低管材成型焊接形成的整体内应力以及表面应力,使得螺旋埋弧焊管残余应力一定程度减小;扩径后管材强度和屈强比略有上升,韧性略有下降,管材强度的一致性大幅提高,管材相关性能指标优于设计及施工标准要求。结果表明,X80钢级Φ1 219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管扩径工艺技术是可行的。     

国产耐蚀连续管性能分析

针对低碳微合金钢连续管在含有H₂S、CO₂等腐蚀介质的油气田,以及在CCUS作为CO₂注入管柱等工况条件下服役时连续管腐蚀严重、疲劳寿命低、易发生脆断等问题,开发了国产耐蚀合金连续管。通过对BSGCT80-2205和BSGCT80-18Cr两种材质的国产耐蚀合金连续管开展力学性能、塑性、抗压、腐蚀等性能检测,全面研究分析了两种连续管的各项性能。结果表明：BSGCT80-2205和BSGCT80-18Cr两种管材整体强度均满足80ksi钢级连续管要求;压扁、扩口试验管材焊缝和母材均未出现开裂,低周大应变疲劳寿命高于同规格90ksi钢级连续管寿命;腐蚀试验证明两种管材适合在含腐蚀介质油气田或作为CO₂注入管柱长期服役。     

螺旋埋弧焊管焊缝形状参数分析

螺旋焊管焊缝形状的好坏,直接影响焊缝接头服役时的力学性能、焊缝的内部质量以及防腐涂层的成本,并反映焊接工艺参数选择的合理性。分类描述了焊缝形状的几何参数（选择性参数和操作性参数）,重点论述了焊缝的余高、熔宽、熔深、熔合比、重合度、过渡角、错边量、焊偏量等参数及其对焊接质量的影响。     

深海管线用高钢级厚壁直缝埋弧焊管研制

对深海管线用钢管的研制背景及技术目标进行了详细阐述。通过采用低C高Mn-Nb-Ti合金化的成分设计和合理的TMCP工艺控制,开发出具有高强度、低屈强比和优异低温韧性良好匹配的X70级36.5 mm厚壁管线钢。采用JCOE制管工艺试制的X70级准914 mm×36.5 mm直缝埋弧焊管,其管体及焊接接头的拉伸性能、断裂韧性及硬度等指标全部满足DNV-OS-F101标准要求,主要性能指标达到了研制技术目标要求。     

Q125钢级SEW石油套管的热处理工艺北大核心CSCD

通过中碳低合金的思路设计了Q125钢级SEW石油套管用钢,同时研究了调质热处理工艺对其组织和力学性能的影响。结果表明:采用880℃淬火+540℃回火调质处理后,SEW Q125石油套管具有更好的强韧性配合,屈服强度975 MPa,抗拉强度1030 MPa,伸长率23%,0℃母材纵向冲击功不低于150 J,母材横向冲击功不低于120 J,焊缝冲击功不低于100 J,抗外压挤毁值高于标准要求30%,沟槽腐蚀性能不敏感,具有良好综合力学性能和耐蚀性。据此提出的推荐热处理工艺制度,在工业试制中应用,各项性能指标均达到API 5CT的要求。     

热力管道内防腐涂层性能研究

通过耐水煮试验、高温高压试验、附着力试验、盐雾试验、耐化学腐蚀试验、浸泡试验、DSC/TGA试验、抗1.5°弯曲试验,研究设计温度130℃的热力管道内防腐涂层性能,并进行一个采暖季的实物服役验证。结果表明:内防腐涂层在高温、高压环境均有良好的表现,在耐酸、耐碱、耐盐等苛刻环境中未出现起泡、鼓包等现象,可以应用于设计温度130℃的热力管道;经一个采暖季的服役,涂层完好无损,服役前后附着力没有变化。     

焊接速度对复合板激光对接接头腐蚀性能的影响

对DSS2205/X65爆炸焊接成形的双金属复合板进行激光穿透对接焊试验,观察了不同的焊接速度下接头的金相显微组织,通过能谱法分析合金元素在焊接接头中的分布,测试了焊接接头复层一侧的动电位极化曲线.结果表明,焊接接头中金相组织沿厚度方向上出现了明显的分层特征;焊缝上部和下部的合金元素发生了相对较小的流动交换;焊接接头复层的极化曲线表明,焊接速度为1.2,1.5,1.8 m/min时接头复层表现出了更好的耐腐蚀性能,而它们的抗点蚀能力随着焊接速度的增大而增大.     

X80高强度高韧性厚壁管线钢及高速埋弧焊接头性能

研究分析了西气东输二线用X80管线钢的组织和性能,通过TEM观察了晶体结构特征,表明X80管线钢晶粒细小、晶界纯净,金相组织均匀,力学性能稳定,是一种高强度、高韧性管线钢.针对这种X80管线钢高速埋弧焊,通过焊丝焊剂的成分设计和焊缝组织设计,以及高纯净度炼钢技术,研制出高性能焊丝焊剂,采用优化的焊接工艺,使焊接接头不但具有较好的力学性能,而且焊接工艺性能良好,实现了高强度厚壁管线钢的高速焊接,焊速可达1.70 m/min左右.     

Φ38.1 mm连续油管穿孔失效分析

为预防和减少连续油管使用中穿孔失效事故发生,提高其使用寿命和效率,通过理化性能检验、扫描电镜以及模拟试验等方法,对Φ38.1 mm×3.4 mm规格80钢级连续油管穿孔样管进行了综合分析。结果表明:超声和磁粉检测未发现穿孔附近管体存在缺陷;样管化学成分、金相及硬度分析,未发现异常;穿孔原因为油管在井内受到含砂流体冲蚀磨损,导致管体穿孔失效。     

耐高温内防腐热力管道性能研究

针对服役温度达到100℃以上的热力管道腐蚀问题,研究了管道运行工况和腐蚀机理,在此基础上采用一种新型的耐高温涂料,开发出一种耐高温内防腐热力管道,并对其防腐层附着力、耐化学腐蚀性、耐高温高压等性能进行了对比试验。结果表明,这种耐高温内防腐热力管道具有良好的光洁致密性,涂层与基材结合紧密,附着力超过7 MPa;试样在10%H2SO4溶液、 10%NaOH溶液以及3%NaCl溶液浸泡720 h均未发生起泡,表面光亮;涂层玻璃转化温度达到142.78℃、热分解起适温度达到319.4℃条件时,仍具有良好的热稳定性。开发的耐高温内防腐热力管道,在国内首次批量应用于某供热系统,为高温热力管道内防腐提供了新的解决方案。