深海用高强厚壁直缝埋弧焊管开发技术难点分析

深海油气管道对管道用管材的可靠性提出了更高的技术要求,高强度大壁厚直缝埋弧焊管是深海油气输送管道的方向发展。从深海用高强度厚壁直缝埋弧焊管对管线钢板材及钢管在高强度、高韧性和抗脆断、高尺寸精度、低焊接碳当量和良好焊接性以及抗腐蚀性等方面的高技术要求入手,详细分析了高强度厚壁管线钢材料、板材质量控制和钢管制造工艺等方面存在的技术难点,提出了解决思路。     

大直径焊接钢管在输水领域的应用

为了探索和推动焊接钢管在输水等非油气领域的应用,介绍了目前用于输水工程的大直径管材的种类及国内外输水管材的发展情况,对预应力钢筒混凝土压力管(PCCP)、球墨铸铁管(DIP)和焊接钢管(SP)的特点、性能优势、防腐技术以及经济性等方面进行了分析。分析结果表明,焊接钢管具有强韧性高、承压能力强、焊接性良好、抗变形能力优等特点,并且现场施工接头少、效率高、维修更换快捷,在输水工程领域广泛应用。     

大口径JCOE工艺生产X90管线钢组织与性能的研究

介绍了直缝埋弧焊管的JCOE成型工艺流程,研究了X90管线钢板和制管后的基材和焊接接头的显微组织和性能,分析了成型工艺对X90管线钢组织与性能的影响。结果表明:板材、管体及焊接接头的DWTT和夏比冲击性能均能满足《天然气输送管道用X90钢级直缝埋弧焊管技术条件》要求;管体的屈服强度有所增高,抗拉强度变化不大,从而屈强比增大,验证了针状铁素体钢具有高的形变强化能力;据试验结果,计算焊缝热影响区的硬度平均值比母材低28 HV10;制管的外焊缝热影响区出现了明显的软化现象。粗晶区由于较大的热输入导致冷却速度降低,高温停留时间长,因而晶粒相对粗大,原奥氏体晶粒的晶界清晰。外焊缝组织以极细的针状铁素体为主,并混有少量的先共析铁素体,在保证焊缝强度的同时也保持了较好的韧性。     

具有FACTS设备的多目标电网规划

提出了具有灵活交流输电 (FACTS)设备的多目标妥协规划模型 ,综合考虑了FACTS设备对电网规划的经济性和可靠性两方面的影响 ,并采用混合遗传—模拟退火算法求解了该模型。算例结果表明FACTS设备能够提高电网规划的经济性及经济性与可靠性的综合水平 ,并证明了多目标电网规划妥协模型及其解算方法的有效性     

深海用X70高强度厚壁管线钢及焊管的开发

为了保证深海油气管线钢管的可靠运行,针对深海用管线钢及钢管性能的要求,通过采用低C、Nb、Ti微合金化和复合添加Ni、Mo等合金元素的成分设计和合理的管线钢热机械控制工艺(TMCP),开发出具有高强度、强低温韧性及良好焊接性能的X70钢级壁厚40.5 mm高强度深海用管线钢和小径厚比(D/t)的Φ762 mm×40.5 mm管线钢管。试验检测结果表明,钢管的强度、韧性、硬度等性能满足相关技术指标要求,具有良好的塑性变形能力和低温韧性。     

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。     

基于应变设计的大变形高强管线钢的发展

介绍了基于应变设计的X80和X100大变形高强管线钢的合金化设计及最佳工艺过程。研究了壁厚为15 mm,22 mm的X80管线钢管和壁厚为16 mm,20 mm的X100管线钢管在热时效(240℃)前后的力学性能、DWTT压制缺口试样性能以及微观组织构成。结果表明,X80和X100管线钢在热时效(240℃)后均表现出优越的可变形性;良好弥散的铁素体贝氏体双相微观组织构成可以使管线钢具有优越的低温韧性和塑性变形能力。工厂已经生产出了在热时效后具有优越的可变形性和低温韧性的X80和X100管线钢管。     

N08825/L450MS复合管焊缝组织性能及抗腐蚀特性研究

为了解决油田严苛服役条件下管材的耐腐蚀问题,采用拉伸试验、夏比冲击试验、DWTT、弯曲试验、硬度测试、金相分析以及晶间腐蚀试验、HIC试验、SSCC试验等方法 ,对Φ610 mm×20.5(3+17.5)mm规格N08825/L450MS双金属复合管焊缝的力学性能、微观组织和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,试验焊缝的各项力学性能均满足相关标准要求;覆层焊缝中心区金相组织呈等轴状树枝晶形态,边缘呈柱状树枝晶形态,均为奥氏体+铁素体;复合管覆层母材和焊缝抗晶间腐蚀和点蚀性能优良,基层母材及焊缝对HIC和SSCC不敏感,可满足含有H2S和CO2等强腐蚀油气介质的集输要求。     

全管体扩径对X80螺旋埋弧焊管力学性能影响规律研究

采用全管体扩径技术,研究了X80钢级Φ1 219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管扩径前后力学性能的变化情况。结果表明,随着扩径率的增大,屈服强度和抗拉强度均有不同程度的增加,屈强比也随之增大,冲击韧性略有下降,DWTT性能变化不明显。在扩径率为0.88%情况下,管体横向屈服强度提高了15.2%,抗拉强度提高了5.8%,屈强比增大了9.8%;管体横、纵向屈服强度一致性提高了51.8%。总体上通过全管体扩径,管材力学性能的一致性得到进一步提高。     

试制X80输油气管线钢的包申格效应研究

研究某厂试生产的X80输油气管线钢的显微组织结构和常规力学性能。该钢板以针状铁素体组织为主 ,晶粒 12级。采用四点弯曲方法 ,模拟制管工艺进行钢板的包申格效应研究。在屈服变形阶段 ,随预变形量的增加 ,由包申格效应导致的屈服强度损失单调的增加 ,此现象与屈服过程中 ,钉扎位错的脱钉 ,形成大量有方向性的可动位错有关。按API标准 ,从试制的 610mm× 7.9mm螺旋钢管取样进行测试 ,结果发现钢管由包申格效应导致的屈服强度损失 ,除卷板头部和尾部略高外 ,沿板长平均在 5 5MPa至 75MPa之间。包申格效应的影响不可忽视