全程加热与局部加热对X90高强钢热煨弯管组织及性能的影响

为了成功研制X90级Φ1 219 mm×26.4 mm高强钢热煨弯管,对X90母管原材料进行了分析,采用不同加热方式进行了弯管试制、力学性能检测及显微组织对比分析,对两种加热制作方式下X90热煨弯管组织及性能进行了研究,优化选取了全程加热方式,加热温度1 000℃,回火温度560℃的制造工艺,试制弯管组织性能达到最优状态,且符合API SPEC 5L—2009及SY/T5257—2012标准要求。     

X80钢级Φ1219mm×33mm/37.9mm热煨弯管研制

为了适应国内油气管道工程建设的发展趋势,研发了X80钢级Φ1 219 mm×33 mm/37.9 mm热煨弯管产品。通过大量的试验与研究,开发出了适用于X80钢级Φ1 219 mm×33 mm/37.9 mm母管用钢板;通过优化焊材匹配,创新小角度低线能量快速焊接的方法,获得了性能优良的母管焊接接头;通过母管与弯管制造工艺与性能的研究,掌握了X80钢级Φ1 219 mm×33 mm/37.9 mm "钢板-母管-弯管"的性能变化规律。研发出的X80钢级Φ1 219 mm×33 mm热煨弯管尺寸精良,性能优异,具备批量生产供货条件。作为技术储备,研制出了X80钢级Φ1 219 mm×37.9 mm热煨弯管产品。     

X80级钢管热弯及热处理工艺参数的确定

评价了热弯及热处理热循环对X80级钢管力学性能的影响,研究了热弯过程中最佳加热温度和冷却速率及最佳热处理参数。首先,对来自不同炉批的2根钢管进行了工业化热弯及热处理试验。然后,对钢管试样进行实验室热处理试验。试样分别加热到900～1000℃,并以不同速率冷却,500℃下保温1h进行回火热处理。试验结果表明,加热到900～1000℃热弯,水淬并回火（500℃,1h）可获得较高的屈服强度。然而,实验室条件下试验所达到的冷却速率在工业化生产中较难实现。对于回火热处理试验,当回火热处理温度为600～650℃时,可获得最佳的屈服强度。基于实验室试验结果,采用600～650℃的回火温度是感应加热弯曲工艺生产X80级弯管的最佳选择。     

加热温度对X80钢级热煨弯管组织性能的影响

采用热模拟试验方法、力学性能测试技术及显微分析技术研究了加热温度对X80钢级热煨弯管组织性能的影响规律。结果表明,随着加热温度的升高,X80热煨弯管强度升高,塑韧性降低。加热温度为950℃时,组织形态以粒状贝氏体及贝氏体铁素体为主,辅之少量的软相组织,其优良强韧性的获得归因于细小的有效晶粒尺寸及多相分布的混杂组织单元;加热温度高于1 050℃时,横贯奥氏体晶界的粗大贝氏体铁素体板条结构的存在可导致韧性的严重恶化;处于两相区加热温度为850℃时,多边形铁素体的存在不利于强度水平的提高。     

X80感应加热弯管回火工艺研究

回火工艺是X80感应加热弯管制造工艺中的重要组成部分,对提高弯管强韧性、消除应力、降低硬度、改善弯管综合力学性能有重要的影响。采用热模拟技术、力学性能检测技术、金相分析技术研究了回火工艺对X80感应加热弯管组织性能的影响规律。对不同回火工艺下的X80管线钢组织和性能进行了分析比较,确定了感应加热弯管回火热处理的最佳工艺参数。     

Studv on Tempering Process of X80 Induction Heating Bend

回火工艺是X80感应加热弯管制造工艺中的重要组成部分,对提高弯管强韧性、消除应力、降低硬度、改善弯管综合力学性能有重要的影响.采用热模拟技术、力学性能检测技术、金相分析技术研究了回火工艺对X80感应加热弯管组织性能的影响规律.对不同回火工艺下的X80管线钢组织和性能进行了分析比较,确定了感应加热弯管回火热处理的最佳工艺参数.     

X70钢热煨弯管用母管采购验收技术问题探讨

X70钢热煨弯管用母管的性能指标是采购该母管的重要验收依据。从热煨弯管母管化学成分、制管工艺、焊接工艺及母管机械性能及尺寸等方面,探讨X70钢热煨弯管用母管采购验收时应考虑的技术问题。在热煨弯管用母管采购过程中要求:化学成分(含钒、钼、铬等合金元素)及碳当量控制合适;母管机械性能高于弯管要求的5%以上;母管管体的壁厚偏差处于上偏差;母管管体外径精度不超过3mm;焊接材料采用Mn-Ni-Mo-Ti-B合金系焊丝。     

感应加热弯管整体淬火工艺对冲击性能的影响

针对高钢级感应加热弯管,对其整体淬火工艺之后的性能进行了研究,并与局部淬火后的焊缝冲击韧性进行了详细对比,指出了整体淬火工艺的优越性,进一步明确了回火工艺的最佳工艺区间,并对X80钢级感应加热弯管的生产提出了建议。试验结果表明,与局部回火工艺相比,淬火+回火工艺可以有效提高直管段焊缝的冲击韧性,减小直管段与弯曲段的性能差异,对于X80钢级弯管的淬火+回火工艺来说,最佳工艺区间为550～600℃。     

工艺参数对X100热煨弯管组织和性能的影响

采用热模拟试验、力学性能测试技术及显微分析方法研究了加热温度和冷却方式对X100热煨弯管组织和性能的影响规律。结果表明:在880℃的加热温度和10%NaCl溶液冷却工艺参数下,试验钢的显微组织为针状铁素体+少量板条马氏体,因而可使试验钢获得较好的强韧性配合。随着加热温度的升高,试验钢的强韧性呈下降趋势。10%NaCl溶液冷却工艺下有较好的强韧性,空冷方式下的强韧性达不到相应钢级的技术要求,这主要是由于显微组织中多边形铁素体及珠光体的出现所致。     

中俄东线－45 ℃低温环境油气管道工程用X80钢级Φ1 422 mm×33.8 mm感应加热弯管研发

为了解决低温环境下弯管脆断的问题,满足我国长输油气管道低温站场用钢管的需求,针对油气输送用X80钢级直缝埋弧焊管焊接接头在回火热处理后,焊缝金属夏比冲击韧性存在明显回火变脆的现象,对多丝单道焊和单丝多道焊的直缝埋弧焊管焊接接头进行了焊后箱式炉热模拟研究,并选用整体热煨制方式,试制了感应加热弯管,进行了理化性能评价。结果显示,焊缝中细小的针状铁素体板条随回火温度升高而合并粗化,是导致焊缝低温韧性显著降低的原因;采用淬火+回火热处理方法,可有效抑制焊缝夏比冲击韧性随回火加热温度的递增而恶化的趋势;X80钢级Φ1 422 mm×33.8 mm单丝多道焊感应加热弯管母管经淬火+回火热处理后,完全满足－45 ℃低温条件下中俄东线低温管道工程设计要求。     

西气东输二线工程用X80级准φ1219mm感应加热弯管的研发

介绍了X80级准φ1219mm感应加热弯管的主要性能及研发过程,主要包括总体研发方案的确定,弯管母管化学成分、制造工艺的研究,以及弯管煨制工艺的研究。最后,对准φ1219mm感应加热弯管进行了验证性试验,试验结果表明,该弯管性能完全满足西气东输二线管道工程的设计要求。     

X80级管线钢热加工敏感性研究

采用热模拟技术研究了不同化学成分的X80级管线钢对热加工的敏感性,以及不同加热温度对X80级管线钢的性能及金相组织的影响。试验结果表明,不同化学成分的X80级管线钢对热加工的敏感性不同。经过加热后,X80级管线钢的强度均有下降,特别是屈服强度值下降幅度较大;当加热温度为900-1 000℃时,屈服强度较低,但随着加热温度的升高,屈服强度和抗拉强度逐步增大;当加热温度达1 050℃以上时,强度值较高。随着加热温度的上升,材料金相组织的晶粒尺寸均呈增大的趋势,但增大幅度不同;当加热温度在1 000-1 050℃时,X80级管线钢的冲击韧性良好。综合组织特征的变化与材料的力学性能结果,当材料的淬火系数Di在1.1-1.3时,X80级管线钢对加热温度的敏感性较小;加热温度在1 000-1 050℃时,X80级管线钢的金相组织与力学性能较好。     

西气东输二线用X80级特厚壁热煨弯管通过国家鉴定

近日在中国石油天然气集团公司和中国钢铁协会联合组织的新产品鉴定会上，专家鉴定委员会在听取管道机械公司课题组X80钢级Φ1219mm×25．7mm、32mm特厚壁热煨弯管产品试制报告、国家石油管材质量监督检验中心的检测报告、专家组现场考察报告后，鉴定专家一致认为，X80钢级Φ1219mm×25．7mm、32mm特厚壁热煨弯管产品符合“西气东输二线管道工程用感应加热弯管技术条件”要求，     

热处理工艺对X80钢级Φ1 422 mm厚壁弯管组织及性能的影响

为了选择合理的热处理工艺使弯管的强度、冲击韧性以及表面硬度等指标达到良好的匹配,采用热模拟方法,通过拉伸、冲击、金相等试验,确定了X80钢级Φ1 422 mm大直径、厚壁弯管的热处理工艺。试验结果显示,随着淬火温度的升高,母材强度及表面硬度均明显升高,而冲击韧性显著降低;随着回火温度的升高,弯管屈服强度有所升高,抗拉强度有降低的趋势,而冲击韧性显示出先升高后降低的趋势。试验结果表明,当淬火温度为960 ℃,回火温度为560 ℃时,母材强度、表面硬度以及冲击韧性达到了良好的匹配,有利于获得稳定的组织。     

加热温度和冷却速度对X80级弯管用钢组织与性能的影响

采用Gleeble-3500型热模拟试验机,研究了加热温度和冷却速度对两种弯管用钢组织和性能的影响,结果表明:加热温度和冷却速度对钢的强度有较大影响,随加热温度的升高和冷却速度的增加,钢的强度增加,而加热温度和冷却速度对冲击韧性影响不大.当温度高于960℃,冷却速度大于15℃/s时,两种钢的性能均能达到X80级钢的性能要求,该结果对X80级钢热煨弯管的研制具有一定的参考价值.     

加热温度对X90钢级热煨弯管组织与性能的影响

为了获得X90钢级弯管的合理热处理工艺,采用Gleeble3500热模拟试验机,研究了高强度X90焊管焊缝和母材在不同加热温度下的组织与性能。试验结果显示,随着加热温度的升高,焊缝先共析铁素体减少,并出现粒状贝氏体组织,硬度上升;焊缝冲击功呈现先升后降趋势,当加热到925℃时,冲击功最低,加热到975℃时冲击功最高,但加热温度超过1 050℃时,针状铁素体板条粗大,夏比冲击功下降。因此得出结论,焊缝最佳的加热温度区间为950~1 025℃。在此温度区间内,母材随着加热温度的增加,块状铁素体逐渐减少,硬度上升,同时原奥氏体晶粒不断长大,夏比冲击功总体变化不大;当加热温度超过1 050℃时,粒状贝氏体晶粒粗化,冲击韧性快速下降。     

国产X80钢级热煨弯管新产品通过鉴定

感应加热弯管是管线工程中不可缺少的部分，是管道工程的瓶颈项目。国内外专家多次呼吁，在今后大直径管道建设中应采用X80钢级管线钢，以降低管道壁厚，减少施工难度，节约建设资金，但至今国内也没有X80钢级管线钢管感应加热弯管的应用先例，因此进行X80钢级管线钢管感应加热弯管的制作工艺研究意义十分重大。     

焊材匹配对低温弯管焊缝组织和低温冲击韧性的影响

针对低温弯管生产过程中焊缝金属韧性降低的问题,采用不同焊材匹配获得了3种不同成分的低温热煨弯管焊缝试样,并采用热模拟试验机研究了加热温度对热煨弯管焊缝组织和性能的影响。结果显示,3种热煨弯管在焊态条件下,焊缝的组织均以针状铁素体为主,且具有较高的低温冲击功,经模拟加热后,焊缝组织转变为针状铁素体、多边形铁素体和粒状贝氏体的混合组织,且随着加热温度的升高,针状铁素体减少,低温冲击功降低。随着Mn和Ni含量的增加,在较低加热温度条件下,焊缝组织中针状铁素体增加,低温冲击功较高,但在较高加热温度条件下,焊缝组织则转变为粗大的回火粒状贝氏体,低温冲击功降低。结果表明,为得到较好的焊缝低温冲击性能,加热温度宜在925 ℃以下。     

X80级感应加热弯管性能及静水压爆破试验分析

采用力学性能试验分析了X80级φ1219 mm×22 mm感应加热弯管直管段、过渡区及弯曲段的强度及韧性变化规律,并结合其微观金相组织进行比对。结果显示,经过950~1000℃感应淬火、580~630℃回火后,X80感应加热弯管强度均超出标准要求,内弧侧管体强度最低而冲击韧性最高;中性区及右过渡区管体强度水平较高;外弧侧管体冲击韧性最低;同时,对感应加热弯管进行了静水压爆破试验,并测量了不同部位的应变值。随着水压不断增加,试验结果表明:弯管各点的横向微应变值大于纵向微应变值;弯曲段外弧侧附近的横向应变值高于弯管其他各点的应变值。当加压至24.5 MPa时,弯管在弯曲段外弧侧附近爆破失效。     

X70钢级大径厚比热煨弯管制造工艺研究

针对X70钢级大径厚比热煨弯管的制造难点,合理改进了弯管机组设备,优化弯管成型工艺参数,精确测量和控制弯管煨制温度和速度,开发了一套完整的大径厚比弯管制造工艺,该工艺解决了大径厚比弯管成型后管体椭圆度超标和弯管综合力学性能差等问题。采用该工艺进行了单根和批量生产,产品符合伊拉克MOEP工程《弯管技术规格书》要求。