Development of pipeline steel at Baosteel over the last 20 years

This study reviews the development of Baosteel＇ s pipeline steel over the last 20 years. Energy demand accelerates the development of high-grade pipeline steel as well as modem petroleum and natural gas pipeline construction. Pipeline steel is a kind of typical modem microalloyed steel produced via thermo-mechanical controlled processing. The development process of pipeline steel at Baosteel represents the course of the technological progress of pipeline steel in China. In the last two decades, Baosteel＇ s pipeline steel has been developed from a single product of hot- rolled strips to a variety of products including hot-rolled strips, heavy plates, high-frequency electric resistance welded （HFW） pipes and U-ing-O-ing-Expanding （UOE） welded pipes. Moreover, the proportion of the HFW and the UOE welded pipes has been increasing year by year. UOE longitudinal submerged arc welding （SAW） pipes have become the leading product of strategic significance in Baosteel＇ s pipeline steel family. Over the last 20 years, Baosteel＇ s pipeline steel products have shifted from ＂ferrite ＋ pearlite＂ X52 to ＂acicular ferrite＂ XT0 and X80, and Baosteel has developed hydrogen-induced cracking （HIC） resistant pipeline steel. Baosteel＇ s pipeline steel products have been applied in variety of geographical areas,including deserts, Gobi, mountains,plains as well as the ocean. And both the X100 and the X120 ultra high strength pipeline steels have been produced on a trial basis. Baosteel has accumulatively produced 6.5 Mt of pipeline steel for both domestic and overseas projects. Baosteel will continue strengthening its strategic cooperation with oil companies, and conducting research on ultra high strength pipeline steel, pipeline steel for strain-based design and submarine pipeline steel,etc. , so as to meet the need of construction in the future.

高强钢管超高性能混凝土短柱轴压承载力性能试验研究

为研究高强钢管内填超高性能混凝土(UHPC)的钢管混凝土短柱轴压性能,该文设计22根高强钢管UHPC短柱进行轴压试验,从破坏模式、荷载-纵向应变关系对试件的轴压性能进行对比分析,旨在通过径厚比、混凝土强度、截面类型等变化来探究高强钢管UHPC短柱的实际承载力性能差异.试验结果表明:高强钢管UHPC短柱的轴压性能受径厚比、混凝土强度影响较大;试件承载力随钢管壁厚增加而增加,但相同钢管直径和不同钢管直径增幅呈现不同规律.该文从延性、核心混凝土强度提高程度两个角度进行分析并提出高强钢管混凝土试件的相关参数设计建议.最后,将高强钢管UHPC短柱的轴压试验承载力结果与国内外规范GB 50936—2014、AIJ计算承载力结果进行对比,并基于极限平衡理论推导出高强圆钢管UHPC试件的轴压承载力计算公式,同时结合该文试验数据对其进行验证,证明了公式的准确性.

采用钢管榫卯节点连接的节段预制拼装桥墩抗震性能研究

为分析钢管榫卯节点连接构造对节段预制拼装桥墩抗震性能的影响,以福建省某互通立交桥匝道桥为背景进行研究。首先进行钢管榫卯节点连接的足尺节段预制拼装桥墩试设计,采用MIDAS Civil软件建立实桥模型,对试设计的足尺节段预制拼装桥墩开展静力承载力验算;然后按1∶3.75比例缩尺,设计、制作1根整体现浇桥墩(RC)试件和1根钢管榫卯节点连接的节段预制拼装桥墩(PSBP-MTJ)试件,开展拟静力试验;最后对比分析两试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线与延性、累积滞回耗能、刚度退化与残余位移。结果表明:两试件的破坏模式类似,均为整体压弯型破坏,PSBP-MTJ试件塑性铰区因墩底灌浆套筒的存在而上移;两试件滞回曲线饱满无捏缩,耗能能力相当;PSBP-MTJ试件水平承载能力较RC试件提高约19%;PSBP-MTJ试件的拼装节段之间无剪切滑移出现,预应力筋延缓了其刚度退化,显著提高了其自复位性能,其残余位移仅为RC试件的67%,且残余位移与最大位移比值显著小于未采用无粘结预应力筋连接试件。

混杂网格增强超高性能混凝土双向板的弯曲性能

网格增强超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)具有轻质、高强、耐久性好等特性,已应用于薄壁结构和工程加固领域,但单一网格很难实现高效的增强增韧效应.为研究混杂网格增强UHPC双向板的抗弯性能,对3个钢丝网格与玻璃纤维网格混杂增强UHPC板、3个钢丝网格与玄武岩纤维网格混杂增强UHPC板、6个单一网格增强UHPC板和1个无网格UHPC对照板进行弯曲试验,研究网格种类、总层数及铺层方式对其破坏形态、承载能力和弯曲韧性的影响.结果表明:与单一钢丝网格板和单一玻璃纤维网格板相比,钢-玻璃纤维网格混杂板开裂后表现更显著的硬化现象,在连续网格与混杂短纤维协同效应下,板呈现多裂缝破坏模式,延性较理想.铺设2层网格时,钢-玻璃纤维网格混杂板的承载能力较单一钢丝网格板提升23.7%,且其在20 mm挠度处的残余承载力较单一玻璃纤维网格板提升28.2%;钢-玄武岩纤维网格混杂板峰前阶段的能量吸收值和20 mm挠度处的残余承载力均优于单一玄武岩纤维网格板.网格总层数为3层时,与单一玄武岩纤维网格板相比,2层钢丝网格与1层玄武岩纤维网格混杂增强板在峰前挠度为2 mm时的能量吸收值提高了21.6%,20 mm挠度处的残余承载力提高了42.6%.钢-玻璃纤维网格混杂板的网格强度利用率最理想,其承载能力、能量吸收值及弯曲韧性指标均高于钢-玄武岩纤维网格混杂板.最后,考虑网格强度有效利用率建立了混杂网格增强UHPC双向板抗弯承载力理论公式,适用性良好.

新型高强钢管格栅拱架接头抗弯性能分析

拱架接头作为整环结构受力及变形的薄弱部位,合理的接头型式是结构设计的关键,其力学特性对准确评价整体承载性能至关重要。为评估高强钢管格栅螺栓端板接头和组合套筒接头的受力性能,开展了接头足尺抗弯试验和数值模拟,探讨了两种接头的破坏形态、变形挠度、承载力及应力应变等特征指标的变化规律,并对接头抗弯刚度和承载力进行了定量评价。结果表明:在加载过程中两种接头呈现出典型的弹性增长阶段、塑性发展阶段、稳定承载阶段或残余强度阶段;螺栓端板接头表现为平滑曲线形破坏模式,组合套筒接头表现为折曲形破坏模式;相较于组合套筒接头,螺栓端板接头的极限弯矩提高了46.4 kN·m,相应的挠度减小了18.5 mm,初始抗弯刚度和使用阶段抗弯刚度分别提高了1011 kN·m 2和877 kN·m 2;两种接头的钢管应变响应规律基本一致,呈现出外环受压、内环受拉的分布特征,外侧受压率先进入屈服阶段;螺栓端板接头变形受力稳定,开口变形量小,螺栓安全系数高;组合套筒接头承载能力较低,可变形程度较高。研究成果可为隧道工程钢管格栅支护结构的接头设计及工程应用提供借鉴。

装配式混凝土石化管廊柱脚节点的抗震性能试验研究

为了研究新型装配式混凝土石化管廊柱脚节点的抗震性能,设计并制作3个足尺的预埋型钢式柱脚节点,并对柱脚节点开展低周反复加载试验:通过分析不同节点的破坏形态和抗震性能参数,研究拉结筋和加载方向对柱脚节点抗震性能的影响。结果表明:各节点的滞回曲线较饱满,具有较强的耗能能力,型钢预留拉结筋能够有效增强预制柱与外包混凝土的连接,设置有拉结筋的节点的抗震性能最佳;沿节点横截面强轴和弱轴施加水平往复荷载下极限承载力相近,弱轴受力下节点具有相对更好的变形能力;3个节点最终破坏均为外包混凝土损坏剥落,预制柱身完好无开裂,3个节点在外包混凝土破坏后承载力无明显下降;基于试验结果分析认为,外露式柱脚的极限承载力可采用规范中的承载力计算公式计算,且计算值与试验值吻合较好。

X52材质大口径钢制管道全位置自动焊应用总结

针对X52管线钢的全自动焊焊接接头,充分考虑双焊炬的相互影响以及施工环境的影响,对焊接工艺参数进行了调整和优化,通过拉伸试验、弯曲试验、刻槽锤断试验及硬度试验等机械性能试验验证了焊接工艺的可靠性,形成了焊接工艺评定;同时分析并解决了现场焊接中出现的问题,提炼总结了双焊炬自动焊焊接工艺参数优化的要点,形成了适用于X52管线钢的铜衬垫全自动焊工艺。对焊缝进行了金相分析和硬度试验,从微观上分析了焊缝金属组织结构的分布情况,发现X52管线钢焊缝、热影响区及母材硬度分布与对应区域金相组织中珠光体含量呈正相关,进一步验证了该焊接工艺条件下焊缝金属及热影响区金相组织的一致性。结果表明,铜衬垫全自动焊工艺适用于大口径钢制管道的焊接,采用该工艺可以明显提升焊接质量和焊接效率。

玻璃-钢纤维增强路用橡胶混凝土力学性能研究

为了改善路用橡胶混凝土的力学性能,本文采用混掺玻璃/钢纤维的方法对其受压性能进行加强。探究了不同玻璃纤维和钢纤维掺量对路用橡胶混凝土受压性能的影响规律。分析了玻璃/钢纤维增强橡胶混凝土的失效演化过程。揭示了混掺玻璃/钢纤维对橡胶混凝土抗压强度、峰值应变、弹性模量、泊松比和抗压韧度的影响机制。研究表明,玻璃纤维能够控制橡胶混凝土微裂缝的形成,钢纤维能够控制混凝土宏观裂缝的发展。两者相辅相成,对橡胶混凝土抗压强度、峰值应变和抗压韧度均有极大改善。

排水管道不锈钢快速锁局部修复技术承载性能试验研究

介绍了不锈钢快速锁局部修复技术的原理、材料及优点,针对现有不锈钢快速锁设计依据欠缺的问题,通过设置加载装置,进行了不锈钢快速锁的承载性能试验。通过将试验结果与以往屈曲设计公式计算理论值的对比,分析了偏差原因。最后,根据试验结果采用最小二乘法的回归分析方法获得了不锈钢快速锁局部修复技术的壁厚设计公式,对于后续研究及工程应用具有参考意义。

层状地基中大直径钢管桩承载力数值分析

开口大直径钢管桩因施工进程快、高效、造价低等优点被广泛应用在软土地基施工中。以广东惠州某钢箱坦拱桥工程为背景,采用耦合欧拉-拉格朗日法(Coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)数值模拟方法,对大直径钢管桩在粉质粘土层中连续贯入过程进行模拟,并提取贯入过程中的管壁内外侧摩阻力以及桩端阻力进行承载力分析。结果表明:(1)静压管桩连续贯入不仅会引起土体的局部大变形,还会改变桩周土体的有效应力状态,从而影响自身的贯入阻力以及桩基承载力;(2)贯入过程中主要由桩端阻力承担桩基承载力,占比达65.8%,侧摩阻力中以外侧摩阻力为主,占比达24.3%;(3)针对黏土层下卧砂层工况,管桩阻力影响范围为桩端以下1.5D区域。

钢管模袋混凝土桩竖向承载性能试验研究

为揭示钢管膜袋桩在杂填土、淤泥质土、粉质黏土等软弱地层中应用的效果和其竖向承载性能影响因素和规律,本文依托同安区白云大道工程西洋溪中桥临边支护工程,通过在现场抽取4根钢管模袋混凝土桩作为试验桩,桩身埋设应变片,实测不同荷载下的沉降值,建立数值模型得到Q-S曲线、桩身轴力、桩侧摩阻力,数字模型结果与实测结果进行对比,找出提高钢管模袋混凝土桩竖向承载性能的影响规律因素和规律,给类似工程采用钢管膜袋桩支护提供参考。

花篮拉杆附着式钢管脚手架受力节点性能研究

花篮拉杆附着式钢管脚手架利用附着在建筑主体结构外侧的型钢支承架,将上部钢管脚手架的自重及施工荷载传递到附着的主体结构侧面。在传力体系中,花篮拉杆及其附着的主体结构梁锚固节点受力最大。采用有限元模拟及足尺实体节点试验,研究花篮拉杆各项物理性能在整体实体节点中的表现,比较其整体实体节点与单项物理性能测试结果的差异,研究其综合受力性能,为制定花篮拉杆附着式钢管脚手架相关技术标准,以及推广相关类型的脚手架的应用提供有效依据。

室内外气压平衡装置过风管施工技术

以某办公楼为例,对室内外气压平衡装置过风管施工技术进行研究,综述了通过在门顶设置室内外气压平衡装置(过风管道、孔口百叶、管道内隔音装置),消除门启闭时所产生空气正负压,使室内外气压保持平衡,并通过管内粘贴玻纤毡复合玻璃棉板和设置橡皮阀,以消除风管运行产生的噪音,减少风管壁的冷能量损失,并起到隔音效果。

复合材料管研究现状

分别介绍了玻璃钢管、铝塑复合管、钢塑复合管的各自特点、生产方法、优缺点等,并与其它管材作了比较,分析了复合材料管与普通金属管、塑料管的优势,得出各种复合材料管的今后发展趋势。

钢渣—赤泥微晶玻璃的制备及性能

本文以钢铁废渣和赤泥工业废弃物为主要原料，在不外加晶核剂和助熔剂的情况下，利用熔融法制备了微晶玻璃，并对所制备的微晶玻璃进行了DTA、XRD和SEM测试分析。结果表明：在固体废弃物总量达到90％时仍能得到析晶良好的微晶玻璃，其主晶相为钙铝黄长石，次晶相为钙铁透辉石，晶粒形状为颗粒和块状，尺寸在0．2～1μm之间。当钢渣掺量为50％0时获得的微晶玻璃性能最优，其抗折强度达到161．57MPa，显微硬度为839．5MPa，并有较好的化学稳定性。

玻璃真空管内插热管式太阳热水系统热性能研究

对玻璃真空管内插热管式太阳集热系统的结构特点和热性能进行了研究。通过理论分析和热性能实验,对两种热水器的日有用得热量、平均热损因数进行了分析研究,并将实验数据用最小二乘法拟合,得出较为理想的热性能曲线。理论分析与实验结果表明:玻璃真空管内插热管式热水器与全玻璃真空管式热水器相比,日有用得热量高、平均热损因数小、热容小,具有较好的高温效率特性和保温特性,为其在太阳能膜蒸馏系统上的应用研究奠定了基础。

热轧无缝钢管在线热处理工艺组织性能调控研发技术进展

传统无缝钢管热轧生产过程中,轧后采用空冷方式冷却至室温,缺乏有效的在线组织调控手段,需依赖添加较多的合金元素或后续热处理工序控制性能。介绍当前开发成功的热轧无缝钢管控制冷却技术开发应用进展,以及在改善和调控组织形态、组织细化、冷却路径控制等方面的应用情况。同时,针对目前热轧无缝钢管生产过程中的组织调控,提出在铸坯质量提升、细晶均质化等领域将是进一步开展相关研究的重点。以控制冷却技术为核心,优化成分设计,综合运用强化机制,将有望形成基于全流程组织性能调控的全新生产工艺技术体系,可更加充分挖掘材料潜力,最终实现热轧钢管产品质量的全面提升及减量化制造。

两种全玻璃真空管型太阳集热器集热系统动态特性比较

利用实验研究全玻璃真空管型集热器热模型的结果表明,全玻璃真空管内的容水热容对太阳能热水系统动态特性的影响不容忽略,应在模拟采用的方程中包含热容项。冬季采暖工况下比较全玻璃管及U型管式全玻璃真空管型集热器组成的太阳能热水系统的热性能:集热器的出水温度、水泵的运行、有效集热量等,结果显示,在不考虑热容影响情况下,全玻璃管集热器系统的集热量、热效率稍大于U型管式系统。但考虑实际存在的管内容水热容的影响后,U型管式全玻璃真空管型集热器系统却明显大于全玻璃管真空管型集热器系统。通过不同气候条件下的4个典型地区的模拟结果显示,2种集热器集热系统,U型管式全玻璃真空管型集热系统有相对较高的集热效率。对于容水量差距较大的集热器,完全依靠集热器截距效率、热损失系数难以完全评判太阳能集热系统的有效集热能力。

材料性质对钢管混凝土拱桥动力性质的影响

采用空间有限元理论 ,结合拱桥自身的受力特点 ,将钢管混凝土拱桥离散成一系列空间梁单元和空间杆单元 ,建立了有限元动力方程 。

-100℃低温无缝钢管的开发

通过对化学成分设计,炼钢、轧制、热处理等工艺控制,保证了-100℃低温无缝钢管的低温冲击韧性以及抗腐蚀性能。重点指出使用无缝钢管加工成的弯头产品要进行匹配的热处理,以保证弯头的质量不低于母材。开发的低温无缝钢管具有尺寸范围广、优良的低温韧性和抗腐蚀性能等优点,保证了其在低温环境下使用的安全性。