基于应变设计的X100钢管的开发和生产

介绍了X100(690 MPa)高强度管线钢管在国际管线中的应用.提出了基于应变设计的X100管线管的具体要求.详细介绍了基于应变设计的X100管线钢板和钢管的开发与生产情况,并对所试制的X100管线钢管的各项性能及几何尺寸进行了检测.试验和检测结果表明,新开发钢管的各项性能满足设计要求,即较低的屈强比、足够的均匀伸长...     

基于应变设计的大应变X100管线钢的成分设计与开发

介绍了日本新日铁公司开发的适用于基于应变设计的大应变低Mo含量高强度X100管线钢的成分设计,在实验室研究了Mo和Cr对强化能力的影响,并进行了低Mo含量16 mm厚度X100管线钢管的试生产。研究了试生产的低Mo含量X100大应变管线钢管热力时效前后的力学性能,如落锤撕裂试验性能以及母材和焊缝区的V形缺口夏比冲击性能等。试验结果表明,试生产的低Mo含量X100大应变管线钢管具有优异的低温韧性和焊缝韧性。     

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。     

管线钢耐酸性腐蚀的主要影响因素及测试方法

简要介绍了酸性服役环境下油气输送管线钢管的腐蚀行为,即硫化物应力腐蚀（SSC）开裂和氢致开裂（HIC）。从管线钢合金成分设计、冶炼控制、轧制工艺及显微组织控制等方面详细分析了影响管线铜抗腐蚀性能的主要因素。阐述了在酸性服役环境下所用油气输送管线钢管耐腐蚀性能的表征以及测试方法,并对酸性环境不同标准中管线钢的验收极限进行了比较分析,旨在为国内酸性环境用高钢级管线钢技术的开发提供借鉴与参考。     

高性能输送管线钢

鉴于管道工业将面临建设输送原油、成品油、粉煤浆、天然气等多种形式管线的高潮,对输送管线用钢发展前沿问题,如根据应变设计(strain design)原则在地质状况不稳定地区或深海建设管线用高抗变形管线钢;建设输送粉煤浆管线用抗冲蚀(anti-erosion)管线钢;建设长距离输送天然气管线用X100/X120级管线钢;能够大幅度提高厚壁管线钢管环焊热影响区韧性的含氧化钛质点管线钢;用于X100/X120级管线钢的新型高强度焊接材料以及防止高压输气管线发展延性断裂等问题做了综合论述.     

高强度管线钢的发展和挑战

随着石油、天然气消费量的增长,石油、天然气输送管线的重要性显得越来越突出.为了实现安全、经济的输送,管线钢钢管起到重要的作用.针对长距离高压输送管线的发展带来的对高强度钢管的巨大需求,论述了X70级钢管在全球的主要管线工程中的应用以及X80及其以上级别钢管技术的发展状况,指出:要实现X80及以上级别钢管的应用,还有很多工作要做,例如高强度管线钢的综合性能、断裂韧性、止裂性能的研究及焊接设计等,此外,还要完善和建立钢管性能标准、设计标准、施工标准等.     

高钢级天然气输送管线钢强度特性

近十年来,随着天然气耗用量增大．管线钢技术也有了很大的发展,天然气能够安全、经济地输送,管线至关重要。比如近海天然气田深水管线对管线管壁厚和高韧性的要求,又如长距离输气管线对管线钢强度的要求在X80钢级以上,用以降低输气成本。为满足上述对安全和经济性的要求,制钢技术得到充分发展,X100级钢也因此得到进一步研究。然而,为使X100级钢管用于管线建设,还需要对X100钢的各种特性进行深入研究。如变形行为特征、焊接设计、动态延性断裂止裂、管材性能、X100管线建设规范等。     

热时效对X100直缝埋弧焊管拉伸性能的影响

为了研究钢管防腐涂覆和现场冷弯过程对X100管线钢管性能的影响,通过模拟涂覆和拉伸试验,分析了热时效对X100管线钢管拉伸性能的影响规律,并利用透射电镜(TEM)观察分析了X100管线钢管的微观组织结构。结果表明,热时效使X100管线钢管的屈服强度和抗拉强度均有不同程度的升高,纵向屈服强度比横向对热时效更敏感,这主要是由于管线钢生产和钢管的制造过程引起了材料纵、横向晶粒尺寸及位错结构发生差异造成的。     

X100管线钢管的技术要求及研究开发

结合X100管线钢管开发研究成果,对X100管线钢管开发研究中普遍关注的断裂控制、高屈强比、各向异性、缺陷容限和韧脆转变行为等主要问题进行了分析讨论。研究结果表明,用DWTT试验和Battelle总结的85%SA对应温度经验方法能准确预测X100钢管的韧脆转变温度和断裂行为;目前只有全尺寸实物爆破试验法是适用于X100管线裂纹止裂行为预测的可靠方法。因此,X100管线钢管的应用还需根据具体管线服役工况,在API SPEC 5L标准基础上,补充屈强比、止裂韧性及DWTT等关键技术指标的要求,以保证X100管线的服役安全。     

预变形及应变时效对X100管线钢管性能的影响

通过对X100管线钢管在不同预变形量和时效温度下所做的拉伸试验和冲击韧性试验结果的分析,研究了预变形和时效温度对X100管线钢管性能的影响。试验结果表明,预变形明显提高了X100管线钢管的屈服强度、抗拉强度和屈强比,使材料的塑性和冲击韧性明显降低;应变时效对钢管纵向性能影响较为明显,纵向屈服强度、抗拉强度明显升高,而横向屈服强度、抗拉强度变化较小。     

X100管线钢管的开发

为了开发钢管母材和ＨＡＺ低温韧性以及焊接性能良好的Ｘ１００管线钢管，以对以Ｎｂ－Ｍｏ系和Ｎｂ－Ｂ系二种微合金元素为基本成分的钢材进行了研究，由于采用合适的化学成分和ＴＭＣＰ条件，查明了在保证现场焊接性能情况下，可以确保Ｘ１００管线钢有促够强度和低温韧性。根据研究结果试制出Ｘ１００ＵＯＥ钢管，实践证明钢管完全符合上述要求。     

影响输气管线钢管抗H2S性能主要因素的探讨

影响油气管线抗H₂S性能的主要因素包括环境、钢材和制管工艺。对制管厂来说,应从化学成分、力学性能、晶粒度、非金属夹杂物和带状组织等方面提出恰当的抗H2S制管材料要求,合理匹配焊材,采用UOE等低残余应力的制管工艺来控制管线的抗H₂S性能。从目前抗H₂S管线钢管的生产实例和国内钢厂板材生产的焊管检验结果来看,抗H₂S管线钢管的国产化是现实可行的。     

高应变时效抗力X80管线钢的显微组织和力学性能

对开发的具有高应变时效抗力的X80管线钢进行了多次试验.利用UOE模拟生产装置生产了X80试验管段,并对该试验管段的应变时效特征和力学性能进行了评价.研究了轧制和冷却条件对X80管线管的应变时效特点(行为)的影响.结果表明,采用大压下量和控制冷却来细化M/A(马氏体/奥氏体)组元的分布,对获得X80钢所需的力学性能和应...     

超高强度X100管线钢埋弧焊焊丝研制

以Mn-Ni-Mo-Ti-B为主要合金系,研制出了一种能够适用于X100超高强度管线钢埋弧焊焊丝。该焊丝与相应的BG-SJ101H2焊剂匹配,依据GB/T 12470—2003《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》要求,经熔敷金属试验检测,屈服强度685 MPa,抗拉强度780 MPa,-40℃冲击功均在27 J以上;通过X100钢管埋弧焊接后,焊缝外观形貌和工艺性能良好,力学性能优良,抗拉强度在780 MPa以上,-10℃冲击功为100 J,实现了焊缝高强度和高韧性的良好匹配,能够满足X100埋弧钢管性能要求。     

加B低C贝氏体X80钢在UOE管线钢管中的应用

提出了超低温条件下加B低C贝氏体钢的抗起裂和止裂能力的冶金学方案。分析了B元素对管线钢管韧性和强度的影响及低温韧性大壁厚X80级UOE管线钢管的冶金学方案。研究了最佳化学成分及热机械控制轧制工艺对提高母材落锤撕裂性能的影响,以及提高焊缝夏比冲击特性的最佳焊接条件。开发出了满足API和DNV规范的,具有高强度和低温韧性的加B低C贝氏体钢。     

483钢级管线钢板“翘皮”缺陷分析与改进

为解决宝山钢铁股份有限公司出口北美区域某项目的483牌号管线钢在生产过程中发生的批量性“翘皮”缺陷,对炼钢连铸板坯生产、厚板轧制、UOE焊管生产的全工序各环节可能产生缺陷的各种因素,采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析仪等进行宏观和微观组织形貌、化学成分等分析,并策划试验方案进行典型缺陷的工序定位,初步编制了缺陷图谱,梳理总结了相对应的改进措施。结果表明,483钢级管线钢“翘皮”缺陷得到了有效控制, 缺陷发生率明显下降。     

合金元素对X100级管线钢焊缝组织和性能的影响

采用不同合金成分的焊丝进行了X100级管线钢的焊接试验,对焊缝的力学性能及显微组织进行了分析,发现在进行X100级管线钢焊接时焊丝合金成分对焊缝力学性能和显微组织影响较大,采用含Mn、Cr、N i、Mo等合金元素较丰富的焊丝进行焊接时可以改变焊缝中的显微组织形貌,得到综合性能良好的焊接接头。     

酸性条件下X80级高强度管线管

通过对酸性条件下X80级高强度、大口径管线用钢和UOE钢管的实验室试验和工业性试验，提出了降低钢中Mn含量，同时在钢中加入适量Cr，并在轧后采取控制冷却的方法，在保证获得足够强度的同时，降低钢在酸性溶液中HIC敏感性的新观点。通过试验得出了降低HIC敏感性的Mn的临界含量和Cr的适宜含量；提出了控制焊缝最大硬度，可以改善钢的抗SSC性能的观点。