输氢管道用钢板和直缝埋弧焊管的研发

简述了氢能在国家能源战略中的重要性,国际和国内输氢管线的发展情况和趋势。介绍了试制输氢用钢板情况,以及使用该板材进行钢管成型、焊接等的试制过程,制成样品通过成品管氢环境相容性试验和材料氢脆敏感度等试验,确定了输氢钢板设计要点及其直缝埋弧焊管焊接工艺。提出管线钢管阻氢内涂层的设计方案。指出未来实现纯氢或者掺氢管道的稳定可靠输送的关键是寻求低成本、高强度的抗氢脆材料,提升高性能氢能管道的设计制造技术、氢能管道的运行和控制技术以及应急和维护技术。

大直径直缝埋弧焊管矫形工艺研究进展

大直径直缝埋弧焊管特别适用于长输油气管线以及严寒地带或深海海底管线的敷设要求。矫形工艺是大直径直缝埋弧焊管生产中的精整工序,直接决定了其尺寸精度,同时对其服役性能也有重要影响。总结了大型直缝焊管矫圆、矫直及复合矫形工艺研究进展,指出了不同矫形工艺存在的问题和未来发展方向,以期为油气管道研究人员和制造商提供技术参考。

Nb含量对X70钢级直缝埋弧焊管组织及强韧性的影响

检测了Nb含量为0.046%和0.075%的X70直缝埋弧焊管的强韧性,分析了管体的微观组织。结果表明:随着Nb含量升高,管体的平均晶粒尺寸减小,组织由PF+B_(粒)转变为以B_(粒)为主;管体横向拉伸应力-应变曲线均为典型的“拱顶”型,拉伸性能均满足要求,但含量为0.075%Nb的管体的横向屈服强度和抗拉强度较高;Nb含量相同时,C含量越高,其屈服强度和抗拉强度越高;含量为0.075%Nb的钢管具有更好的低温冲击韧性,但含量为0.046%Nb的钢管的韧-脆转变曲线具有更高的上平台能。Nb含量较高、C含量较低的钢管的热影响区也具有更好的低温韧性。探讨了C、Nb元素的含量及组织类型、析出相和位错密度对X70管线钢强韧性的影响。

直缝埋弧焊管外焊缝机器人磨削系统设计及应用

分析了直缝埋弧焊管外焊缝磨削的加工特点及难点;针对外焊缝存在螺旋度、不直度等问题,设计并搭建了外焊缝机器人磨削系统。该系统采用6轴工业机器人作为磨削工具的载体,采用激光轮廓扫描仪实现焊缝高度的检测及磨削轨迹的跟踪。介绍机器人焊缝柔性磨削系统的整体设计,激光视觉跟踪系统的原理及组成,磨削系统工艺流程以及磨削效果。结果表明,该外焊缝机器人磨削系统可有效适应直焊缝螺旋度、不直度问题,实现全管体外焊缝的自动磨削。

JCOE直缝埋弧焊管边沿预弯半径大小与“噘嘴”的研究

为有效控制JCOE直缝埋弧焊管成型缝“噘嘴”量、提高焊缝性能和质量,在多年生产实践和经验积累的基础上,总结出了一套通过优化边沿预弯半径控制“噘嘴”量的工艺方法,包括不同规格钢管预弯半径设计和测量。经过300余种规格钢管的生产实践验证,皆能得到较理想的钢管形体尺寸和“噘嘴”控制效果,大管径、厚壁、高钢级JCOE直缝埋弧焊钢管生产控制效果尤为明显,主要介绍了预弯弧度的设计原理、方法和经验公式总结,阐述了在日常生产中的运用效果。该工艺控制成果可在类似生产线上推广应用。

相控阵超声技术在直缝埋弧焊管自动检测中的应用

采用相控阵超声技术对油气输送焊管的焊缝缺陷进行检测,介绍了检测系统的组成和检测原理,并开展了直缝埋弧焊管道的现场检测试验。试验结果表明,与常规脉冲回波超声技术相比,直缝埋弧焊管的相控阵超声自动检测系统具有检测精度高、检测效率高、缺陷检出率高、检测结果显示直观等优势,可以快速、高效地对直缝埋弧焊管焊缝进行检测,具有广阔的发展前景。

X80钢级大直径UOE直缝埋弧焊管的开发及应用

介绍了宝山钢铁股份有限公司采用一贯制制管技术开发的X80钢级Φ1219mm系列UOE直缝埋弧焊管的性能特点及应用情况。分析、检测及应用表明,所开发的X80钢级焊管C含量超低、Mn和Nb含量较高且显微组织细小,具有较高的强度、韧性及良好的焊接性,能满足西气东输二线管道工程的技术条件要求。

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。

X100直缝埋弧焊管断裂韧性的裂纹尖端张开位移试验研究

为了检验X100直缝埋弧焊管的断裂韧性,采用三点弯曲多试样法,在室温、-10℃和-30℃下对该焊管的母材、热影响区和焊缝部位进行了裂纹尖端张开位移(CTOD)试验.测试结果表明:在同一温度下,CTOD试验的表观启裂值δ0.05、条件启裂值δi和最大载荷值δm的分布规律为母材最好,焊缝次之,热影响区最差;采用裂纹扩展阻力和撕裂模量表征的分布规律为母材最好,热影响区次之,焊缝最差;焊接热影响区组织中含有大量呈块状分布的铁素体,而粒状贝氏体等增强相的含量较少,这会造成其韧性下降,使焊管出现局部失稳现象.

卷板制造JCOE直缝埋弧焊接钢管性能

简述了采用热轧卷板制造直缝埋弧焊接钢管的全过程。采用热轧卷板,经过卷板开平和切断,采用JCOE工艺制成直缝埋弧焊接钢管,分别进行成分、拉伸、冲击、硬度、DWTT等理化性能检测,结果符合相关技术规范DNV-OS-F101(2000)和API SPC 5L。

预变形对X80直缝埋弧焊管焊接接头残余应力及疲劳性能影响的模拟研究

本文采用数值模拟方法,通过预拉伸变形模拟钢管的扩径过程,分析了扩径变形对X80直缝埋弧焊钢管焊接接头残余应力分布的影响,进而分析残余应力对疲劳性能的影响。结果表明:模拟扩径拉伸变形后,因焊接热影响区的组织和性能变化及焊缝余高的作用,残余应力主要集中在焊接热影响粗晶区,其最大值出现在外焊缝焊趾的粗晶区。随变形量增加,残余应力也明显增大。当变形量由0.5%增加到4%时,外焊趾处最大残余应力由429 MPa增加到481 MPa。残余应力的增加显著降低疲劳性能,疲劳寿命最低值也出现在外焊缝焊趾处。与未变形试样的疲劳寿命相比,残余应力由429 MPa增加到481 MPa时,疲劳寿命损失率由18.0%增加到56.2%。

低Mn高Nb抗酸性X65MS直缝埋弧焊管研制

采用低Mn和Nb-Cr合金化设计理念和超洁净化冶炼技术制造的X65MS抗酸性钢板具有优异的抗HIC腐蚀能力,选用自主研发的Mn-Ni-Mo-Ti-B抗酸焊丝,结合SJ101G焊剂,得到了以细小IAF为主的焊缝组织,有效降低了焊接接头硬度,提高了焊接接头韧性,开发出了低锰高铌X65MS抗酸性直缝埋弧焊管,并对焊管管体和焊缝组织性能进行了研究。研究结果表明,管体和焊缝的维氏硬度均小于250HV10,焊管具有优异低温韧性,-80℃下母材冲击功370J,-80℃焊接接头冲击功116J;按照NACE-0284标准进行HIC试验,采用A溶液,管母和焊接接头表面均未发现氢鼓泡,试样剖面也无裂纹,裂纹敏感率(CSR)、裂纹长度率(CLR)、裂纹厚度率(CTR)均为零;按照NACE-0177标准进行SSCC试验,采用A溶液,在90%SMYS应力载荷下,管母和焊接接头均未出现断裂,管材表现出良好的力学性能和抗酸性。

一种中小直径直缝埋弧焊管的制造方法

介绍了一种中小直径直缝埋弧焊管的制造方法,其主要步骤包括钢带开卷、对接、板边加工、成型、在线连续预焊、切管、埋弧自动焊精焊、精整等。该方法的关键技术在于以钢带为原料,采用HFW管的连续成型方法,尤其适合于中小直径直缝埋弧焊管的生产,且生产效率高、成本低,产品质量优良。

深海油气输送用X70厚壁直缝埋弧焊钢管的耐蚀性

开发试制了深海油气输送用X70厚壁直缝埋弧焊(LSAW)钢管(1 016mm,壁厚36.5mm),对管线钢的化学成分、组织和力学性能进行了分析,并通过氢致开裂(HIC)、硫化物应力腐蚀(SSC)、腐蚀浸泡等试验研究了钢管管体及焊接接头的耐腐蚀性能。结果表明:该试验钢管的管体及焊接接头具有良好的抗氢致开裂和抗硫化物应力腐蚀开裂性能,腐蚀速率小于0.09mm/a,可用于具有腐蚀性的海洋环境中。

抗酸性X70MS直缝埋弧焊管的研制

采用低C、低Mn、合金化设计和超洁净化冶炼制造的X70MS抗酸性钢板,通过控制焊接接头硬度、焊接热输入以及钢管残余应力等,开发制造出了X70MS抗酸性直缝埋弧焊管,并对焊管管体和焊缝组织性能进行了研究。结果表明,管体和焊缝的硬度均小于250HV10,0℃下母材冲击功大于410 J,焊接接头冲击功大于168 J;按照NACE-0284标准进行HIC测试,管母和焊接接头裂纹敏感率(CSR)、裂纹长度率(CLR)及裂纹厚度率(CTR)均为0;按照NACE-0177标准进行SSCC测试,采用A溶液,在72%ReL及90%ReL载荷下,管母和焊接接头均未出现断裂,管材表现出良好的力学性能和耐酸性。

PLC在直缝埋弧焊管自动超声检测中的应用

超声检测是直缝埋弧焊管(LSAW)制造质量体系的重要环节。将可编程序控制器(PLC)应用于LSAW自动超声检测系统,可极大地改善焊管检测效率和可靠性,有益于提高焊缝质量和生产效率。本文介绍了LSAW自动超声检测过程及控制对象、工艺流程逻辑图、PLC的硬件接口系统及工艺软件编程等。

我国建设直缝埋弧焊管机组的前景

简要介绍了国外油气输送管发展趋势及国内油气输送管生产现状和市场需求预测等。指出我国建设直缝埋弧焊管机组的必要性、紧迫性 ,建议集中力量打破行业界限 ,统筹规划 ,建设1套高起点的具有世界先进水平的UOE焊管机组 ,以产顶进 ,满足国内管道建设的需求 。

大口径高钢级JCOE直缝埋弧焊接钢管包申格效应试验研究

通过对100组高钢级大口径钢管及其钢板的横向拉伸性能测试,分析了JCOE工艺在制管过程中的包申格效应。结果表明,利用JCOE工艺制成的高钢级大口径直缝埋弧焊接钢管的屈服强度有下降趋势,而抗拉强度呈上升趋势,平均上升14 MPa;屈强比和伸长率均呈现下降趋势,平均下降0.02。

直缝埋弧焊管端口扩径变形分析

采用有限元模拟方法,就直缝埋弧焊管端口机械扩径变形过程进行了研究,对直缝埋弧焊管端口机械扩径过程的横断面、纵断面变形特征做了数值模拟。结果表明,沿管材轴向可以将变形状态分为端口变形区、过渡变形区和未变形区,在扩径过程中需要确定合理的扩径长度。端口变形区壁厚减薄,而在管材与模具尾部圆角相切处应变最大,处于相邻两块模具之间的悬空段管材壁厚变化不均匀,切向拉应力最大,壁厚减薄严重,这几处需要防止变形破坏,由此可见变形过程具有十分明显的局部变形特征。对直缝埋弧焊管端口机械扩径的模拟得到了扩径长度、管端壁厚变化等对实际生产有益的结论。

不同厂家直缝埋弧焊钢管的主要性能差异

通过对比测试采用不同厂家生产的钢板制成同规格、同钢级JCOE钢管成分、拉伸和冲击等性能,同时分析了不同厂家钢管的主要性能差异。结果表明,国内钢厂钢管比国外钢厂钢管具有较好的强度和低温夏比冲击韧性,其中钢管的屈服强度比国外钢厂钢管的屈服强度高33MPa,其母材冲击功比国外钢厂的要高107J;同时从基体成分分析了直缝埋弧焊管强度和韧性高于国外钢厂焊管的原因。