X65QO Φ457 mm×25.4 mm大口径深海海底无缝钢管的开发和应用

设计研制了生产深水油气田大口径海底管线用无缝钢管的成分要求和工艺路线。小批量试制X65QO海底管线管,试制结果表明,通过微合金成分优化(/%:0.15Mo,0.04Nb,0.09V,0.06Ti),皮尔格周轧管工艺,配合930 ℃淬火+670℃回火调质工艺,X65QO钢级深海海底管线管屈服强度为～500 MPa,抗拉强度为～580MPa,-30℃低温冲击功300 J,裂纹尖端开口位移(CTOD)以及焊接性能和氢致裂纹(HIC)性能较好,完全符合用户的要求。     

X60级海底无缝管线管的研制开发

介绍了X60级海管钢的成分设计思路,提出了管坯和钢管生产过程的主要工艺控制要点,并对钢管的热处理工艺进行了研究。试制结果表明,X60级海底管线管力学性能指标较好,抗腐蚀性能和焊接性能良好,完全符合有关标准的要求。     

海底管线管X56 PSL2的研制

 从化学成分设计、冶炼连铸工艺、热轧工艺等方面对海底管线管X56 PSL2进行了研究,并且在衡管进行了海底管线管X56 PSL2的工业试制,满足了油田用户对海底管线管X56 PSL2的需求。实践证明,衡管的工艺方案,满足和适应了油田用户的需要。海底管线管X56 PSL2的研制成功,为衡管生产低碳微合金化高强度管线提供了生产经验,并具有指导作用。     

31.75mm厚规格X65M管线钢的开发

以低碳微合金设计为基础,采用洁净钢冶金技术,通过两阶段轧制和ACC层流冷却工艺来保证钢板的强度和高韧性,济钢开发了厚规格X65M管线钢。钢板具有针状铁素体和贝氏体混合组织,屈服强度470~520 MPa,抗拉强度600~700 MPa,屈强比0.76~0.85;-60℃夏比冲击功均值在290 J以上,-20℃DWTT在90%以上,各项性能指标满足标准要求。结合新开发的制管工艺,使批量生产的厚规格X65M焊管具有充足的强度富裕量、高的低温韧性和焊接性能。     

精轧工艺对30 mm厚X65管线钢板组织和性能的影响

Nb-Ti微合金化X65管线钢(/%:0.07C、1.60Mn、0.35Mo)的生产工艺流程为130 t顶底复吹转炉-钢包吹氩-LF-RH-250 mm×1500 mm板坯连铸-连轧至30 mm板-控冷工艺。研究了第Ⅱ阶段开轧(890～940℃)轧后冷却温度(780～850℃)和冷却速度(8～20℃/s)对X65钢厚板拉伸、落锤性能和组织的影响。结果表明,Ⅱ阶段开轧温度为940℃,轧后冷却速度为20℃/s可以使X65钢厚板得到以针状铁素体和粒状贝氏体为主的组织,钢板抗拉强度665～695 MPa,屈服强度495～520 MPa,落锤纤维组织率约为92%,满足标准要求。     

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。     

自升式钻井平台支撑系统用Φ406mm×45 mm大口径厚壁X100QO无缝钢管的开发

根据自升式钻井平台支撑系统用管的服役条件及使用要求,设计了X100QO厚壁钢管的化学成份。采用"70 t电弧炉冶炼→LF+VD→连铸Φ460 mm圆坯→ASSEL机组轧管→调质热处理"工艺流程生产Φ406 mm×45 mm规格X100QO大口径厚壁无缝钢管。通过生产过程控制钢的纯净度及尺寸精度,并根据试验结果确定了950℃淬火,水冷,530℃回火,空冷的热处理工艺。检测结果表明,该无缝钢管具有高强度及优良的冲击韧性、焊接性能好,完全满足自升式钻井平台支撑系统用管的设计及使用要求,并通过了ABS美国船级社的认证。     

欧洲钢管集团管线管的发展和现状

欧洲钢管集团是大口径焊管领域的全球领先企业。简要介绍其发展历史、制造能力以及管线管产品开发现状。欧洲钢管集团具有稳定的高品质原材料供应,并采用全球领先的过程控制系统对原材料和制管工艺进行连续监控,确保钢管质量的可靠性。在高端管线管产品方面,欧洲钢管集团一直走在行业前列,最早开发了X80级管线管,现已具备基于应变设计X100管线管供货能力。2000~2010年供应X65及以下钢级抗H2S管线管超过210万t,并已成功研发X80级抗H2S管,为多项高难度国际重大海底管线工程供应优质厚壁海底管线管。     

输油气管线钢X52的开发

为了满足管线钢的市场需求,韶钢在研制X52管线钢板的过程中,采用低碳 Nb、V、Ti微合金化的成分设计和采用合理的控轧控冷工艺进行试制.试制结果表明,韶钢生产的X52管线钢板性能达到了标准和用户的要求.     

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.     

X52管线钢生产工艺控制

采取低碳+低锰+微合金化元素的化学成分设计,通过控制冶炼和控制轧制工艺,降低X52管线钢因成分波动而引起的性能变化。生产的X52管线钢板化学成分在标准要求范围内,轧后组织为铁素体+珠光体,屈服强度402 MPa,抗拉强度550 MPa,-20℃冲击功≥95 J,-20℃DWTT 100%,各项力学性能符合标准要求。     

160MPa级建筑抗震用极低屈服点钢板的开发

选择合理成分设计及轧制工艺,开发出满足GB/T28905—2012要求的40 mm和80 mm厚160 MPa级建筑抗震用低屈服点钢。所开发的40 mm钢板的微观组织为F+B,晶粒度为7~7.5级,屈服强度在157~168 MPa,抗拉强度在291~304 MPa,0℃下冲击功在289~311 J;所开发的80 mm钢板微观组织为F,晶粒度为5~5.5级,屈服强度在150~163 MPa,抗拉强度为280~285 MPa,0℃下冲击功在73~92 J。试制的LY160钢板具有良好的高应变低周疲劳性能和焊接性能,为160 MPa级低屈服点钢的工业试制提供了依据。     

X65MO管线钢超快速冷却技术开发和生产实践

利用新一代超快速冷却技术(UFC)工艺冷却速度大的特点,通过适当调整开冷温度、终冷温度,改善了抗大变形管线钢X65MO的性能均匀性,提高了产品综合力学性能和使用性能,从而满足了海底管线项目工程的要求。     

自升式钻井平台支撑系统用Φ406mmx45mm大口径厚壁X100QO无缝钢管的开发

根据自升式钻井平台支撑系统用管的服役条件及使用要求,设计了X100QO厚壁钢管的化学成份。采用"70 t电弧炉冶炼→LF+VD→连铸Φ460 mm圆坯→ASSEL机组轧管→调质热处理"工艺流程生产Φ406mm×45mm规格X100QO大口径厚壁无缝钢管。通过生产过程控制钢的纯净度及尺寸精度,并根据试验结果确定了950℃淬火,水冷,530℃回火,空冷的热处理工艺。检测结果表明,该无缝钢管具有高强度及优良的冲击韧性、焊接性能好,完全满足自升式钻井平台支撑系统用管的设计及使用要求,并通过了ABS美国船级社的认证。     

X70海底管线管的开发

介绍衡阳华菱钢管有限公司研制X70海底管线管依据的标准、生产的工艺及产品试验情况等。通过试验表明,公司研制的X70海底管线管达到了设计的要求,满足了客户的需要。     

具有抗HIC性能的X52无缝管线管的研制

通过成分设计与优化,以及对冶炼工艺、轧管工艺及热处理工艺等方面的研究,成功研制和开发了具有抗HIC性能的X52无缝管线管。研究表明,该产品的金相组织为回火索氏体+少量铁素体,力学性能优良且成本较低,具备良好的抗HIC性能,满足X52钢级抗HIC管线管的标准要求。     

厚壁X65Q钢级管线用无缝钢管的研制

采用微合金化技术,以低C含Mn钢为基础,设计出壁厚大于25 mm X65Q钢级管线用无缝钢管的化学成分,并通过实验室研究确定出最佳热处理工艺。试验结果表明,采用“910℃淬火+670℃回火”热处理工艺时,材料的强度及低温冲击韧性匹配良好,钢中的显微组织主要为贝氏体+少量回火索氏体,晶粒度为8.5级;工业化批量生产检验,材料在-30℃低温冲击功达120 J以上,材料的屈服强度有近80 MPa富余量。设计的钢种可用于壁厚大于25 mm的X65Q及以上钢级管线管生产,满足用户相关性能指标要求。     

X60钢级管线管热处理工艺研究

文章介绍了X60钢级管线管的成分设计及生产工艺过程,重点研究了热处理工艺,通过对试验结果的分析,得出采用调质工艺(淬火+回火)处理,管线管的力学性能完全满足相关标准要求。     

淬、回火参数对250mm×250mm EA4T高速动车轴用钢组织和性能的影响

试验用250 mm×250 mm方坯EA4T车轴用钢(/%:0.23C,0.32Si,0.70Mn,0.014P,0.010S,0.18Mo,0.03V)的生产流程为60 t EBT EAF-LF-VD-8.4 t铸锭轧制-退火工艺。试验研究了880~920℃油淬、600~650℃回火工艺对该钢组织和力学性能的影响。经920 C+600℃、920℃+650℃和880℃+640℃淬-回火处理后,该钢的组织分别为马氏体、索氏体+马氏体和马氏体+贝氏体;880℃+640●℃淬-回火处理后EA4T钢的力学性能为R_(p0.2)525 MPa,R_m 720 MPa,A_5 23%,U-5 mm纵向冲击功68~82 J,横向冲击功65~86 J,其组织和力学性能均符合EN13261标准要求。     

X65管线钢制管性能不合格原因分析

海底管线X65钢制管扩径后,冲击韧性急剧下降,强度上升,导致性能不合格。检查了制管工艺,并对焊接接头进行金相分析,结果表明:焊接过程中,焊接参数波动(电流波动幅度超过15%)增幅过大造成焊接区域中过热区晶粒显著粗化,以及扩径时焊缝没有放进扩径槽中是性能不合格的主要原因。通过稳定焊接工艺参数及正确的扩径,能够得到性能良好的焊管。