二氧化碳输送用X65钢级直缝埋弧焊管开发

为了开发超临界二氧化碳输送用大厚壁直缝埋弧焊管,对管材成分进行了设计,采用JCO工艺试制了适用超临界二氧化碳输送用X65M钢级Φ610 mm×38 mm直缝埋弧焊钢管,并对试制焊管的理化性能进行了检测。结果显示,制管后母材的屈服强度和抗拉强度均有所提升;在-30℃和-60℃时,母材、焊缝和热影响区的夏比冲击性能及硬度均满足技术要求;在模拟腐蚀环境下,试制的钢管母材及焊缝的腐蚀速率均小于0.05 mm/a,具有较好的耐二氧化碳腐蚀能力。理化试验数据分析表明,开发的X65M钢级Φ610 mm×38 mm直缝埋弧焊管能够满足超临界二氧化碳输送要求。

HFW与SAWL焊管的焊缝性能比较

对相同材质、管径、壁厚的HFW焊管和SAWL焊管的焊缝试样进行了压扁试验、导向弯曲试验、拉伸试验、夏比冲击试验、显微硬度试验和金相试验,比较分析了二者的各项性能。结果表明:经过采取适当的高频焊接和焊后热处理工艺,HFW焊管焊缝的各项力学性能指标与SAWL焊管的相当,有些性能甚至更优;但其焊缝的质量不及SAWL焊管的稳定,需要进一步优化其生产工艺,控制好生产线每个环节的生产质量。

SAWL焊管生产线数据采集及实时监控系统的研发

通过对SAWL焊管生产线工艺流程和控制要求的了解与分析,以技术实现的可能性和有效性为基础,利用工业以太网技术和OPC技术实现Win CC 7.0与PLC的数据通信,完成生产线数据采集与实时监控系统的研发;成功设计开发出生产现场物料分布状态的动态监控、设备启停机状态实时监控、设备关键参数实时趋势、设备参数报警等功能,并基于Web发布技术实现通过IE浏览器对系统的远程访问。

CF-V型多通道超声波探伤系统在SAWL钢管生产中的应用

介绍了CF-V型多通道超声波探伤系统在SAWL钢管生产中的应用情况。重点阐述了该系统的主要功能特点和设备布置。该系统探伤准确度高,误报率低,且检测速度快,成本低,设计探伤速度可达30m/min,板端盲区最小为20mm,为钢板在线超声波检测提供了新的思路和方向。

CCUS-EOR管道工程管材选择研究

由于国内关于超临界/密相CO_(2)管道输送的工程应用几乎为零,也无针对性的管材选择标准规范,因此,对CCUS-EOR全产业链地面工程技术体系与建设模式取得成果进行归纳总结,论述了CO_(2)管道管材选择标准的适用性和HFW钢管、SMLS钢管及SAWL钢管的差异性及对CO_(2)管道输送的适应性,对CO_(2)管道输送的管材选择提出以下建议:CCUS-EOR管道具有难止裂、泄漏后温降大、易腐蚀等特点,管材应具有优良低温性能、较高止裂韧性和耐腐蚀性;虽然国内外CO_(2)管道输送还未形成具有科学性、全面性和系统性的标准体系,但可借鉴传统的石油、天然气管道材料和施工做法;管材选择的关键是钢管技术指标对使用要求的满足性,要综合考虑管材的价格、性能、冲击韧性等因素以及对工程条件的适应性。

直缝埋弧焊钢管超声波相控阵检测工艺技术研究

介绍了标准中检测焊管典型缺陷的超声波检测探头布置方法。提出了钢管焊缝纵向伤检测方法、横向伤检测方法及串列式检测方法。通过不同的检测方法灵敏度校验、耦合监视、检测能力的确认,确保该检测方法可满足油气管道相关标准要求。该检测系统结合自动化校准模式,通过对比样管人工刻伤对应波形位置,可以清晰地看出样管上人工检测缺陷的位置误差、漏检和误报等情况,为钢管自动探伤工作带来方便,并提高了钢管检测质量。

川气东送管道工程用国产X70钢级直缝埋弧焊管的性能分析

对川气东送管道工程用国产X70钢级Φ1016mm×21mm直缝埋弧焊管的化学成分、拉伸性能、冲击性能等进行统计分析,并将其与西气东输一线工程中进口的同类钢管进行对比。结果表明,国产X70钢级直缝埋弧焊管的强度、低温冲击韧性等力学性能优异,已达到进口的同类钢管水平。

X80级Φ1422 mm×21.4 mm大直径厚壁焊管的研发及性能研究

为了实现大直径厚壁焊管的国产化,宝鸡石油钢管有限责任公司联合太钢、首钢、沙钢等多家钢厂经过多轮单炉试制和多轮千吨级试制,成功开发出了国产X80级Φ1 422 mm×21.4 mm大直径厚壁螺旋/直缝埋弧焊管,并进行了多项性能检测。结果表明,螺旋焊管管体屈服强度574~681 MPa,抗拉强度653~759 MPa,-10℃冲击功平均值373 J;直缝焊管管体屈服强度564~627 MPa,抗拉强度641~694 MPa,-10℃冲击功平均值460 J;螺旋/直缝焊管-5℃下DWTT剪切面积平均值96%。各项性能指标均达到中俄东线X80级Φ1 422 mm×21.4 mm钢管的技术要求,说明我国已经具备了工业化批量生产大直径厚壁焊管的能力。

X70厚壁海底管线钢管研制

根据我国南海深海管线用钢管的技术要求,开发出了厚壁X70钢级φ765.2mm×31.8mm海底管线钢管。通过对钢管进行检测:钢管管体纵向和横向屈服强度≥550MPa,抗拉强度≥660MPa,屈强比最低达到0.81,焊缝抗拉强度达695MPa,均匀延伸率达到了7.6%,断后伸长率达到54%;在-20℃下管体冲击功平均值为340J,焊接接头冲击功平均值最低为168J;在0℃下管体CTOD特征值δm最高达到0.688mm,焊接接头最小为0.222mm,热影响区最小为0.280mm。钢管管体母材、热影响区、焊缝部位的抗氢致开裂、硫化物应力腐蚀及盐雾腐蚀性能良好。试验结果表明研制的X70钢管具有优良的强塑性、低温韧性、断裂韧性及耐腐蚀性能,适用于海洋服役环境的油气输送。

X70抗大变形钢管研发及批量生产

通过对X70抗大变形管线钢组织、性能、焊接工艺、形变与硬化规律,以及时效处理对钢管性能影响的研究,掌握了X70抗大变钢管研发与制造的关键技术和难点问题。并通过前期研发和试制,成功批量生产了X70钢级1 016 mm×17.5 mm抗大变形钢管,性能满足《中缅天然气管道工程基于应变设计地区用直缝埋弧焊管技术条件(国内段)》与Q/SY GJX 101—2010《天然气输送管道用钢管通用技术条件》要求。

直缝埋弧焊管焊接残余应力的数值模拟

直缝焊管焊接过程中产生的焊接应力和变形会影响焊管的使用性能和寿命。应用大型通用软件ABAQUS,基于双椭球热源模型,利用"生死单元"技术,模拟了直缝焊管多丝埋弧焊的内外焊接过程,描述了准稳态温度场和残余应力场计算数值及其在整个管体上的分布情况。结果表明,在焊接过程中焊缝附近温度梯度很大,在远离焊缝的地方温度梯度渐渐趋于平缓;随着热源的移动,温度中心也随之移动,最高温度可达母材的熔点。焊后残余应力主要分布在焊缝附近,管体在其他部位应力很小,最大残余应力为528 MPa;纵向残余应力在焊缝及热影响区表现为拉应力,并且最大值位于焊缝长度中心截面上;在圆周上表现出拉应力并伴有逐渐变小的趋势。

深海管线用高钢级厚壁直缝埋弧焊管研制

对深海管线用钢管的研制背景及技术目标进行了详细阐述。通过采用低C高Mn-Nb-Ti合金化的成分设计和合理的TMCP工艺控制,开发出具有高强度、低屈强比和优异低温韧性良好匹配的X70级36.5 mm厚壁管线钢。采用JCOE制管工艺试制的X70级准914 mm×36.5 mm直缝埋弧焊管,其管体及焊接接头的拉伸性能、断裂韧性及硬度等指标全部满足DNV-OS-F101标准要求,主要性能指标达到了研制技术目标要求。

X80钢级Ф1422 mm×38.5 mm大壁厚直缝埋弧焊管的开发及性能研究

针对大壁厚直缝焊管的技术要求,通过对焊接、扩径等制造工艺的研究,开发出了X80钢级Φ1422 mm×38.5 mm直缝埋弧焊管,并掌握了“钢板-钢管”的性能变化规律。对焊管进行性能检验,结果表明,焊管管体屈服强度平均值为619~643 MPa,抗拉强度平均值为692~701 MPa,屈强比平均值为0.89~0.92,-22℃时DWTT剪切面积平均值为90%~94%;-10℃时管体冲击功平均值为401 J,焊缝冲击功平均值为165 J,热影响区冲击功平均值为294 J。其各项性能均满足Q/SY XG 0120.4—2019《西气东输四线天然气管道工程用X80级直缝埋弧焊管技术条件》和《D1422 mm×38.5 mm管材单炉试制程序及要求》的要求。这将为该焊管产品后续工业化生产提供技术支撑。

直缝埋弧焊管机械扩径影响因素分析

简述了直缝埋弧焊管扩径的作用和机械扩径工作原理,分析了扩径率、轴向重叠量、扇形块的数目、扇形块与钢管内壁间的摩擦与润滑等因素对直缝埋弧焊管机械扩径质量的影响。

-45℃低温环境用X80钢级Φ1422 mm×30.8 mm站场直缝焊管的开发及性能研究

针对中俄东线天然气管道工程用站场低温管的技术要求,通过对焊管焊接工艺、焊材匹配及扩径工艺的研究,开发出了-45℃低温环境用X80钢级Ф1422mm×30.8mm站场直缝焊管,并对焊管力学性能进行了检验。检验结果表明,焊管管体屈服强度为606~660 MPa,抗拉强度为681~737 MPa,屈强比为0.85~0.91,-45℃时冲击功平均值为327 J,DWTT剪切面积平均值为57%;焊缝冲击功平均值为144J,热影响区冲击功平均值为225 J。各项性能指标均满足《中俄东线天然气管道工程站场低温环境用管材、管件技术条件第5部分:站内钢管》要求。

试样形式对X65/X70大壁厚海底用直缝埋弧焊管拉伸试验结果的影响

以JCOE成型的X65级准762 mm×30.2 mm和X70级准765.2 mm×31.8 mm钢管为例,对X65/X70大壁厚海底用直缝埋弧焊钢管管体横向和纵向拉伸试验进行了对比,分析了板状试样和圆棒试样对管体拉伸试验结果的影响。结果表明:试样形式对抗拉强度的影响较小;横向圆棒试样的屈服强度、屈强比均明显高于横向板状试样;纵向圆棒试样的屈服强度、屈强比均明显低于纵向板状试样。

西气东输二线用X80级准Ф1219mm×22.0mm直缝埋弧焊管质量分析

通过对国产和进口的X80级准Ф1 219 mm×22.0 mm直缝埋弧焊管理化性能数据统计,分析了国内外X80级准Ф1 219 mm×22.0 mm直缝埋弧焊管在成分、组织设计和性能上的差异。结果表明,国产X80级准Ф1 219 mm×22.0 mm直缝埋弧焊管的拉伸性能、钢管管体和焊缝区冲击韧性的平均值与进口钢管基本相当,甚至超过进口钢管的水平,但国产钢管的强度、冲击韧性数据分散,显示出钢管产品质量稳定性或质量控制措施方面还存在一定的差距。

全管体正火热处理大直径直缝埋弧焊管的开发

介绍全管体正火热处理L290N直缝埋弧焊管的开发实践。对热机械轧制管线钢钢板经UO制管后进行全管体正火热处理时容易出现拉伸屈服强度降低和钢管变形等问题进行研究。研究表明:采用C-Mn-微Nb成分系的L290N管线钢,在TMCP轧制后,获得铁素体和珠光体两相组织,具有明显的拉伸屈服平台,正火热处理后拉伸屈服强度明显降低,但依然保持明显的屈服平台,1.0%以内的冷变形率进行冷整形基本不影响拉伸性能。通过工程实践,批量生产了全管体正火热处理Ф711 mm×15.88 mm和Ф914 mm×17.48 mm规格L290N直缝埋弧焊管,其力学性能和几何尺寸均满足GB/T9711-2017标准及客户要求。

不同回火温度对X70管线钢管焊缝组织性能的影响

为了研究热煨弯管制作过程中回火温度对X70直缝埋弧焊管焊缝组织性能的影响规律,开展了热处理试验,并对试样进行了力学性能检测及金相分析,研究了不同回火温度对X70焊管焊缝热影响区韧性的影响。研究结果采表明,采用500~550℃回火处理时,弯管焊接接头冲击韧性和强度匹配最佳;采用570~600℃回火处理时,焊缝和热影响区冲击韧性迅速恶化,已不适宜用作油气输送管线用管。

国外直缝埋弧焊接钢管工艺与质量现状

从生产检验工艺人员配置、设备自动化程度以及实物质量状况等方面列举了国外某先进制管企业直缝埋弧焊接钢管的生产检验现状,并与国内先进制管企业进行对比。结果表明,我国现有钢管生产检验水平与国际先进水平存在一定差距,主要表现在装备水平、自动化程度、实物质量稳定性、生产管理、质量控制等方面。