无缝管线管显微组织与抗HIC性能的关系

无缝管线管主要是用于油井或气井的井口附近输送高压油、气的无焊缝钢管。文章就无缝管线管的显微组织及带状组织对材料抗HIC性能的影响进行了试验、分析 。

炼油常用钢材的抗HIC性能及评价方法的研究

为了评价炼油厂常减压蒸馏装置常用钢材对氢致开裂(HIC)的敏感性和加工中东高硫油设备用钢的适用性,利用恒温腐蚀槽、超声波影像仪、测氢仪、金相显微镜和精密分析天平等手段研究了炼油厂常用的五种低合金钢(国产20G,16MnR和CF62钢,日本产CR5和SM400钢)在湿硫化氢中的腐蚀行为,重点讨论了氢致开裂和氢鼓泡问题。试验表明:五种钢材抗HIC性能从优到劣依次为CR5,16MnR,CF62,20G,SM400。对超声波影像仪(UST)探测法的实用性进行了讨论。

轧制及热处理工艺对API 5L Gr.B管线钢抗HIC性能的影响

采用ZWICK-600电子万能试验机、ZBC3452-C冲击试验机、ZEISS Amager1光学显微镜(OM)检测了不同轧制及热处理工艺下API 5L Gr.B管线钢的显微组织和力学性能,研究了显微组织对API 5L Gr.B管线钢抗氢致裂纹(HIC)的影响。结果表明:API 5L Gr.B管线钢显微组织中的珠光体组织会降低抗HIC性能,而随着轧制工艺的变化,获得的准多边形铁素体+点状退化珠光体组织会显著提高抗HIC性能;正火处理因为无法减轻钢板心部带状组织而不能从根本上改善试验钢板的抗HIC性能;调质处理可以改善原始组织的均匀性,细化晶粒,消除带状组织,显著提高钢板抗HIC性能。

轧制工艺对X70耐酸管线钢抗HIC和力学性能的影响

研究了终轧温度和在线冷却方式对X70级耐酸管线钢力学性能和抗HIC性能的影响。结果显示:层流冷却相对于在线空冷,钢板的强韧性有明显提高,两种工艺下钢板的硬度指标相当;在相同冷却工艺下,提高终轧温度有利于屈服强度和抗拉强度的提高;抗HIC性能只与铸坯质量有关,与轧制工艺、组织状态、晶粒度大小无关。根据研究的结果进行了X70级别耐酸管线钢的工业试制,所得X70管线钢在强韧性满足标准要求的前提下,保持了良好的抗HIC性能。

热处理对电熔化焊管用C-Mn钢抗HIC性能的影响

采用连续式氮气保护热处理炉和实验室箱式热处理炉,研究了正火以及正火后加速冷却+回火工艺对电熔化焊管用C-Mn钢显微组织和抗氢致开裂(HIC)性能的影响。结果表明:试验钢采用正火虽然可以细化晶粒,但无法消除因连铸坯枝晶偏析造成的钢板带状组织,带状组织对试验钢的抗HIC性能有显著的劣化作用;采用正火后加速冷却工艺,带状组织完全消除,形成了铁素体和贝氏体的混合组织,板条状的贝氏体在原奥氏体晶内形核,有效地分割了原奥氏体晶粒,再通过后续合适的回火热处理,形成了热力学稳定的细晶组织,使得钢的抗HIC性能明显改善。

16MnR(HIC)钢焊接接头抗氢致裂纹的试验研究

研究了不同焊接热输入下焊缝在NACE熔液中的抗氢致开裂(HIC)性能。结果表明:焊缝的HIC敏感性随焊缝中Mn、S、P含量的增加而增大,焊接热输入在一定的范围内对焊缝的抗HIC能力影响不大。但是,当焊接热输入增大到一定程度时,焊缝抗HIC性能变差。这主要是由于焊接热输入增大后,焊缝组织变粗,性能下降,尤其是焊缝组织中的夹杂物随着焊接热输入的增大而长大,导致焊缝抗HIC的能力下降。

焊接热输入对X65MS管线钢焊接接头性能的影响

采用制管过程中的三丝埋弧焊焊接工艺,研究了不同焊接热输入对X65MS三丝埋弧焊焊接接头组织、力学性能及抗HIC性能的影响。结果表明,在所研究的热输入范围内,焊接热输入对焊接接头的组织、强度、韧性、硬度均有影响,对焊接接头的抗HIC性能影响不大。随着焊接热输入增加,焊接接头强度、冲击韧性和硬度降低,组织变得粗大。在外焊热输入为34 kJ/cm时,X65MS三丝埋弧焊焊接接头具有优良的综合性能和抗HIC性能。

安钢L360抗酸管线钢冶炼工艺控制实践

安钢在L360抗酸管线钢开发过程中,针对冶炼成分波动大、夹杂物超标、铸坯偏析严重等问题,采取相应的工艺控制措施,并取得良好的冶金效果。其中成品[C]≤0.055%、[P]≤0.012%、[S]≤0.001%、[N]≤0.00435%、[H]≤0.0015%,钢中B类、D类非金属夹杂物控制在0.5级以下,晶粒度级别≥11.5级,无A类硫化物夹杂物存在;连铸坯中的中心偏析控制在C类0.5级以下。检验结果表明:L360抗酸管线钢成分范围、铸坯中心偏析和非金属夹杂物得到有效控制,具备了工业化批量生产条件。

首钢迁钢抗HIC管线钢X65MS的生产实践

简要介绍了首钢迁钢2250生产线上抗HIC管线钢X65MS的生产实践情况。介绍了产品的成分与工艺设计特点,并对其力学性能和显微组织以及抗HIC性能进行了检测。结果表明,通过合理的成分设计与洁净度控制,在2250生产线上采用控轧控冷工艺实现了抗HIC管线钢X65MS的成功开发,产品具有良好的力学及抗酸性能。

日本钢铁生产技术和大口径管线钢管的发展

介绍了日本大口径管线钢管和相应技术开发成果,以及日本钢铁协会HLP委员会在管线钢管高速延性止裂能力和抗HIC性能方面的研究情况,并对日本高强度、高韧性管线钢的生产技术对大口径管线钢管生产技术发展的影响作了简要说明。

超低硫管线钢硫含量控制实践

硫是影响管线钢抗HIC（氢致裂纹）和SSC（硫应力致裂纹）能力的主要元素。当钢中硫质量分数大于0．005％时，随着钢种硫含量增加，HIC的敏感性显著增加。当钢中硫质量分数小于0．002％时，HIC敏感性明显降低，甚至可以忽略此时的HIC。当Ca处理不当时，硫化物将在晶界处富集，严重影响钢的强韧性和抗HIC性能。

抗H2S腐蚀X70MS管线钢的开发

针对X70MS管线用钢板开发过程中钢板芯部落锤性能不良的问题,采用了不添加Mo、低碳的化学成分设计,且冶炼过程严格控制S、P含量;对轧制工艺进行了优化,采用粗轧3道次(递增的压下率)和精轧前3道次(递减的压下率)单道次压下率大于18%的轧制工艺,以及开冷温度控制为750~760℃,钢板出超快冷返红温度控制为490~520℃的措施,保证钢板芯部获得了细小针状铁素体组织,显著改善了钢板芯部落锤性能。此外,对钢板抗HIC和抗SSCC性能进行了评价,结果表明X70MS管线钢具有良好的抗HIC和SSCC性能。