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。     

制管工艺及应变时效对X70抗大变形钢管性能的影响

结合中缅天然气管线工程用X70级准1016mm×17.5mm抗大变形直缝埋弧焊管的试制,研究了直缝埋弧焊管制管前后、应变时效前后力学性能变化的一般规律。成型、扩径工艺导致母材发生加工硬化,产生较强的形变强化,使其屈服强度、抗拉强度、屈强比同时增大,使均匀延伸率、应力比降低,且屈服强度、屈强比的增加幅度要大于抗拉强度的增加幅度。应变时效使材料均匀延伸率进一步降低。但是制管和时效后钢管管体各项性能均在X70抗大变形钢管标准要求的范围内,管体纵向应力-应变曲线仍呈圆屋顶形,试制的X70抗大变形钢管具有优异的变形能力。     

X80直缝埋弧焊管制管前后拉伸性能的变化

通过对X80 级?准1 016 mm × 18.4 mm直缝埋弧焊管制管前后拉伸性能变化的研究,得出了其制管前后拉伸性能变化的一般规律。结合直缝埋弧焊管的制管过程分析认为,成型和扩径是制管前后拉伸性能变化的主要原因。对于X80直缝埋弧焊管,当扩径率为0.8%～1.2%时,既保证了钢管外观尺寸精度,又很好地控制了扩径后钢管的屈服强度和屈强比的上升幅度。扩径工艺后,钢管的屈服强度和抗拉强度都有所增加,且屈服强度的增加幅度要大于抗拉强度的增加幅度。     

X70JCOE焊管机械扩径工艺

根据国产TMCP微合金管线钢板屈服强度(R<,t0.5>)变化较大的现状,有针对性地对某厂X70管线钢板采用了JCO+机械扩径制造工艺,获得了对应屈服强度、抗拉强度、屈强比和冲击韧性的变化曲线,分析了不同扩径率下钢管的力学性能变化规律和微观组织对力学性能的作用机理,阐述了合理选择扩径工艺的实践作法,并给出了JCOE直缝...     

螺旋埋弧焊管的各向异性及其抗变形性能研究

为了研究螺旋埋弧焊管各向异性的规律,对API X52～X100螺旋埋弧焊管管体横向和纵向力学性能试验结果进行了对比,并对其拉伸应变性能进行了分析。研究结果发现,热轧板卷的各向异性和焊管制造工艺均会造成焊管力学性能方面的各向异性。螺旋埋弧焊管的管体纵向屈服强度及屈强比明显要高于横向;抗拉强度则略高于管体横向;且管体纵向的屈强比偏高。如果采用合适的工艺,也可以生产出低屈强比的螺旋焊管。另外,螺旋埋弧焊管中的静水压试验和防腐工序也会提高螺旋焊管的屈服强度及屈强比指标,其对焊管应变特性的影响也不应忽视。     

板厚与取样位置对螺旋埋弧焊管母材拉伸性能的影响

分析了某制管厂在采用L450MB卷板生产φ813 mm×12.5 mm和φ813 mm×11.0 mm规格钢管过程中,由于板厚和钢管母材取样位置不同而造成母材拉伸性能较原材料的变化情况,分析指出,由于材料受包申格效应的影响较大,管体母材的屈服强度相比原材料卷板下降了50~60MPa,抗拉强度下降大约10MPa,屈强比也有明显降低;壁厚较大的卷板在制成钢管的过程中,屈服强度和屈强比的下降值比壁厚较小的卷板有所减小;管体母材拉伸试验的取样位置在距螺旋焊缝a/2处时,其拉伸性能相对于在距螺旋焊缝a/4处取样时有所降低。     

大直径X90M管线钢的开发与试制

采用超低碳Mn-Mo-Ni-Cr-Cu合金设计和TMCP工艺,开发了板厚为16.3 mm和19.6 mm大直径(1 219 mm)X90M管线钢。结果表明,两种试验钢轧态性能较好,以细小粒状贝氏体+针状组织+细小弥散分布M-A岛的组织构成,具有较佳的强韧性匹配。屈服强度为603~641 MPa,抗拉强度为761~815 MPa,屈强比在0.81以下,-15℃冲击功大于300 J,-20℃落锤撕裂(DWTT)剪切面积大于85%;并且16.3 mm X90M韧塑性明显优于19.6 mm X90M;制管后随着扩径率的提高,强度与屈强比上升,同时均匀延伸率与低温韧性下降,但屈强比仍小于0.93,其均匀延伸率大于5%,且-15℃冲击功大于220 J。     

X80螺旋埋弧焊管管体强度影响因素分析

针对西气东输二线X80螺旋埋弧焊管管体强度较卷板普遍升高的问题,进行了对比试验和数据统计,分析证实了成型过程中的形变量、冷扩径工序、取样方法及圆棒试样的车削方式对管体屈服强度和屈强比的测定有着显著影响。     

制管预应变对管线钢拉伸性能的影响

分别对X60和X70管线钢的板状试样及X80管线钢棒状试样进行了拉伸试验.结果显示,X65和X70管线钢制成钢管后的横向屈服强度和屈强比均降低,X80管线钢在制成钢管后横向屈服强度和屈强比上升,X70钢管在冷扩径后屈服强度和抗拉强度略有上升;X65卷板拉伸应力一应变曲线中,材料屈服时有明显的屈服平台,屈服平台在制成钢管...     

X70M HFW焊管液压胀环法和平板拉伸法试验对比分析

为了准确测量HFW焊管全管体真实屈服强度,设计并制造了液压胀环试验设备,测量了4种不同规格X70M HFW焊管的屈服强度,并与平板拉伸法测量的结果进行了对比。结果表明,无论用哪种测量方法,径厚比越大,HFW焊管的屈服强度越大,对应的屈强比也越大;液压胀环法测量的屈服强度比平板拉伸法测量的屈服强度高15～30 MPa;当应变＜1%时,液压胀环法测得的应力比平板拉伸法测得的应力高     

成核剂对抗冲共聚聚丙烯性能的影响

研究了成核剂HPN-A,HPN-B对抗冲共聚聚丙烯2500H力学性能、热性能以及收缩率的影响。结果表明:成核剂HPN-B对2500H的性能影响较大,其添加量为0.08%(质量分数)时,试样的弯曲模量和拉伸强度分别提高22%和5.4%;成核剂HPN-B在提高试样刚性的同时,使试样的简支梁缺口冲击强度也略有提高。在热加工性能方面,成核剂HPN-B提高了试样的结晶温度和负荷变形温度,使试样的横向收缩率和纵向收缩率分别缩小6.15%和8.20%。     

可膨胀管技术及其管材性能

由于可膨胀管技术应用范围广,近几年在国外得到了极大的发展.可膨胀管技术利用液压或机械方式使管材直径增大,从而保持较大的井径.作为可膨胀管的材料必须具有足够高的变形能力,且膨胀后的力学性能基本能达到普通套管的水平.提出可膨胀管的管材需具有较低屈强比、较高的形变强化指数等性能,且其变形能力可通过改善组织及合理的热处理工艺加以提高,可选用常规套管材料、特种材料及管线钢等.     

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。     

考虑岩样尺度效应时钻井液对岩石力学性质影响的试验评价

在考虑试验岩样尺度效应的基础上,进行的模拟地层条件下钻井液对岩石力学性质影响的试验研究结果表明:经钻井液处理后的Φ25mm×25mm岩样的抗张强度高于未经钻井液处理的Φ50mm×50mm岩样,且处理后的岩样抗张强度均高于未处理的岩样。对于钻井液处理前后同尺寸的岩样,由于试验岩样中泥质软颗粒含量高低不同,在孔隙度小于2.5%时,孔隙度越小,处理前后的抗张强度相差越大,且处理前的岩样抗张强度比处理后的岩样大4MPa左右;在孔隙度大于2.5%时,钻井液处理前后的岩石抗张强度趋于一致。在模拟地层条件下,钻井液处理后的岩样抗压强度和弹性模量显著下降,泊松比增大。岩石矿物中的泥质黏土矿物遇到钻井滤液后产生软化效应,致使岩样呈现:经钻井液处理时间越长,其抗压强度和弹性模量下降越多的趋势。     

海底尾水排放用X65MO超厚壁螺旋埋弧焊管的开发

为开发适用于尾水排放并满足海底运行条件的螺旋埋弧焊管,通过化学分析、显微组织分析和力学性能试验等方法,开发出一种低C及Mn-Cr-Mo-Nb系合金体系、多边形铁素体+粒状贝氏体+少量珠光体组织特征的X65MO材质、25.4 mm超厚壁热轧卷板。同时,通过径厚比、板宽、成型角对成型质量的影响规律和焊接线能量对焊缝质量的影响规律进行分析研究,确定出小径厚比、超厚壁Φ1 219 mm×25.4 mm钢管的成型参数和焊接参数,获得了低残余应力和高焊接质量的钢管,并且对试制的螺旋埋弧焊管的理化性能进行了检测。结果显示,钢管母材屈服强度为475～560 MPa,抗拉强度为570～635 MPa,焊缝抗拉强度为590～690 MPa;-10 ℃下的母材、焊缝和热影响区夏比冲击功平均值分别达到427 J、207 J和215 J,0 ℃下DWTT剪切面积平均值为98%;母材、焊缝和热影响区硬度最大值为241HV10。研究表明,试制的海底尾水排放用X65MO钢级Φ1 219 mm×25.4 mm超厚壁螺旋埋弧焊管具有良好的力学性能,可满足API SPEC 5L（46版）标准和工程技术条件要求。