低碳高锰HFW钢管焊缝冲击韧性的优化研究

采用化学分析、力学性能测试、光学金相观察、扫描电镜观察等手段,对低碳高锰HFW钢管进行检测和评价,并对韧性较差的焊缝冲击试样进行分析。结果发现,由于靠近焊缝且平行于焊缝的金属流线中Mn的偏析,造成金属流线上形成沿着焊缝方向分布的马氏体,从而降低了焊缝的冲击韧性。通过后续对低碳高锰HFW钢管进行退火热处理,消除了焊缝组织中的马氏体脆性相,有效改善了焊缝冲击韧性。

HFW钢管焊缝疲劳特性与疲劳寿命预测方法研究

受停输启用和供需变动的影响,油气管道的输送压力会发生周期性的变化,疲劳失效问题异常突出。特别是对于含有裂纹缺陷的管道,在疲劳载荷的作用下,若管道的应力强度因子幅超过疲劳裂纹扩展门槛值,裂纹就会发生疲劳扩展。当裂纹扩展到一定程度,超过管道运行压力下所能承受的临界缺陷极限尺寸,管道就会发生疲劳失效,从而影响到管道的使用寿命。采用高频疲劳试验机测试了X80钢级HFW焊管焊缝的疲劳裂纹扩展门槛值与疲劳裂纹扩展速率,结合API 579《适用性评价规范》中推荐的失效评估图技术(FAD)和Miner线性疲劳损伤积累理论,考虑了多种应力比对管道疲劳寿命的影响,建立了双参数HFW管道的疲劳寿命预测方法。

HFW钢管直线度的影响因素及解决措施

介绍了直线度对于保证HFW钢管质量的意义,分析了影响HFW钢管直线度常见原因(矫直机架调整不当、卷板各处强度不均匀、钢管上下表面温度不均和定径量不足)及其造成钢管弯曲的机理,并提出相应的解决措施。分析认为:通过改造冷却装置,增加对卷板强度均匀性的要求,保证定径机组足够定径量等,可从根本上消除造成弯曲的原因,保证HFW钢管的直线度。

管线钢化学成分及组织对HFW钢管焊缝性能的影响

分析了卷板化学成分及组织对HFW钢管焊缝性能的影响机理,并提出了控制方法。分析认为:热轧卷板中C、P、S的含量和晶粒度对HFW钢管焊缝的低温冲击性能影响较大;夹杂物、带状组织也对HFW焊管焊缝冲击韧性有较大影响;微合金化元素Nb、V、Ti在焊接及中频热处理中有抑制奥氏体晶粒长大的作用。

HFW钢管用于油气输送管道的问题思考及建议

从设计系数、原材料选用、制造检验等方面入手,分析了HFW钢管用于油气输送领域时存在的问题,并给出建议。分析认为:HFW钢管用于油气输送管道时产生的问题主要来自工艺技术和质量保证措施方面;若在管线设计时充分考虑安全裕量、选取合适钢级,制定合适的板卷技术条件及钢管生产检验等相关标准,加强HFW钢管的质量检验,HFW钢管用于油气输送管道是可行的。

基于Simotion运动控制系统高速铣边机在HFW钢管生产线上的应用

从工艺流程、组成结构、工作原理、控制方式等方面入手,介绍基于西门子Simotion运动控制系统的高速铣边机在HFW生产线上的应用。包括高速铣边机电气控制部分西门子Simotion运动控制器及S120驱动器、伺服电机及基恩士光栅传感器的技术应用原理,铣边机的机械组成和生产工艺,铣边机的工作原理和运动控制逻辑及功能动作。

精密泵筒用HFW钢管的研制与应用

简述了精密泵筒用HFW钢管的研制过程及应用情况,提出了制管用原材料的化学成分、力学性能和金相组织要求,指出了精密泵筒用HFW钢管制造工艺的特点。通过严格控制原材料性能,合理设计成型过程各个机架的变形量,以达到变形均匀,选择合适的生产线速度,调整焊接功率适当,适当加大挤压力,确保了焊接质量。严格控制焊后热处理温度,使焊缝加热至正火区的同时又不能过热。对该种钢管的各项性能指标分析表明,采用HFW钢管作为坯管来生产精密钢管具备技术先进性和可行性。

HFW钢管产品多领域开发

HFW钢管与无缝钢管相比,具有外观尺寸精度高、壁厚均匀性好、成本低、生产效率高等优势,应用领域逐渐延伸。扬州钢管公司研发的高品质HFW钢管,在关键生产工序中的铣边、成型、高频接触焊工艺方面技术领先。铣边机采用倾斜式圆筒切削工具,切削刀直径850mm;FFX成型技术实现粗成型段轧辊的完全兼用,结构合理,钢管调型简单易行;新型双电极接触焊设备,采用弹性方式进行压力调整,降低电极对钢管表面的划伤,防止电极损坏。公司根据市场需求,努力优化产品种类,完成一系列特殊领域用管的研发和批量生产,包括K55材质低屈强比石油套管、低温站场管、矿浆输送管等,填补了国内HFW钢管应用领域多项空白。

色玛图尔固态高频电源在HFW钢管生产中的应用

对某引进HFW钢管生产线采用的色玛图尔固态高频电源的工作原理、水冷系统、智能化控制系统以及速度-功率闭环控制系统进行了介绍,总结了色玛图尔固态高频电源在HFW钢管生产线中的应用情况。生产实践表明,采用感应焊和接触焊生产的HFW钢管均符合西气东输二线的技术要求。

简论我国HFW钢管的机组建设和生产

近年来我国中大直径高频焊管(HFW或ERW)机组快速发展。针对机组建设及钢管生产中的主要问题,如产品大纲、设备选型、工艺布局、产品质量、经济效益、发展前景等进行了简要分析,并提出了相应的整改措施。

HFW钢管焊缝模拟正火热处理工艺分析及应用

针对HFW钢管焊缝力学性能较母材差距较大的现状,为达到焊缝力学性能的技术要求,对焊缝进行了热处理,并通过物理学及金属学原理分析,选择了焊缝模拟正火热处理工艺。应用理论分析得到的指导工艺参数,制定了实际生产中热处理各工艺阶段的工艺参数。在焊缝经过模拟正火热处理后取样进行理化检验,经过金相显微组织分析及理化检验验证,热处理后的HFW钢管焊缝性能符合要求。

HFW钢管焊缝离线热处理设备的研制与应用

为了解决HFW钢管焊缝在线热处理不充分而导致的钢管降级问题,设计了HFW钢管焊缝离线热处理设备。介绍了该离线热处理设备的主要结构及工作过程,并对离线热处理的X65钢级Φ273 mm×14.3 mm钢管焊缝进行了相关性能检测。检测结果表明,经离线热处理的钢管焊缝冲击韧性满足标准要求,表明该离线热处理设备能有效解决因钢管焊缝在线热处理不充分而导致的钢管降级问题。该设备离线放置,为半自动控制,结构简单,调节灵活,适用热处理的钢管范围广,参数控制稳定,使用成本较低。

HFW钢管弯曲的特殊原因分析

介绍了直线度对于保证HFW钢管质量的意义,重点分析了影响钢管直线度的2种特殊原因:一是由于钢管在线中频热处理后冷却工艺不当造成的上下表面温度不均;二是卷板各处强度不均。针对HFW钢管弯曲的原因,结合生产实际,提出了相应的预防措施,即:通过改造冷却装置入手,以达到钢管的上下表面温度均匀分布;在采购原料时提出对卷板强度均匀性的要求,通过保证原材料质量来保证钢管的直线度。

宝钢HFW管线钢管的生产及研发

宝钢2005年建设了一套φ610mm(24 in)HFW直缝焊管生产线,经过4年多的生产及研发,较全面地掌握了按照API SPEC 5L,GB/T 9711管线钢管标准及用户规范要求制造X70及以下钢级系列管线钢管的技术,并形成了从原材料冶炼控制、焊接制管及检验的系列化产品质量控制技术,为进一步研发X80 HFW管线钢管奠定了基础。

超临界二氧化碳输送用HFW焊管开发

采用低碳中锰微合金设计、洁净化炼钢和TMCP控轧控冷技术,设计出了低温性能优异的X60M钢级热轧卷板,卷板微观组织为细长扁平的多边形铁素体(PF)+少量珠光体(P);经过优化HFW钢管成型焊接工艺,开发出X60M钢级超临界二氧化碳输送用Φ323.9 mm×10 mm HFW钢管,并对其进行了低温冲击韧性、抗拉强度、硬度检测及压扁试验和静水压爆破试验。结果表明,该管材具有较高的强塑性和强韧性,其焊缝强度不低于管体;在-45℃条件下,该钢管焊缝冲击功为293~351 J,热影响区冲击功为219~315 J,管体冲击功为248~342 J,所有试样剪切面积100%。当试验温度降到-75℃,该钢管焊缝、热影响区及母材冲击功平均值均在204~350 J范围内,剪切面积为85%~100%,表现出优异的低温韧性。开发管材的以上性能完全满足超临界二氧化碳输送管道设计要求和安全输送服役要求。

X70钢级HFW海底管线钢管的研制和开发

中海石油金洲管道有限公司继2006年首次研发出X65钢级海底输送用HFW钢管后,于2009年又成功研发出X70钢级HFW海底管线钢管。介绍了X70钢级HFW海底管线钢管的研制和开发过程。研究结果表明,研发的X70钢级海底管线钢管满足DNV-OS-F101-2007海底管线技术规范和GB/T9711.3-1999标准(C级钢管)的要求,达到了预期效果。

天然气输送管道用L360钢HFW焊管失效分析

某天然气输送管道工程项目现场试压作业过程中,当管道内压上升至3.6 MPa时,发现试压段L360钢Φ406.4 mm×7.1 mm规格HFW管道存在泄漏现象。针对这一现象,利用化学分析、力学性能检测、宏观及扫描电镜显微分析等试验方法,对现场输送管道用HFW钢管焊缝处开裂的原因进行了分析。试验结果显示,该管体曾经过补焊,补焊组织中存在粗大的魏氏组织和马氏体组织,补焊金属与管体母材之间存在密集夹杂物。结果表明,管体补焊过程热输入较大、管体表面补焊工艺质量欠佳是导致管道打压泄漏的主要原因。

ERW钢管在气田集输干线中的应用

ERW管焊缝易出现的碳偏析、夹渣、制管质量不稳定的缺点,一直是一些气田拒用ERW管的原因。系统列举并介绍了石油天然气输送用管线钢管的种类及其特点,介绍了ERW钢管的生产原理,浅析了国产ERW钢管在焊缝碳偏析、夹渣、制管质量不稳定等方面的改进及解决措施。介绍了ERW钢管在国内外天然气管道工程中的运用情况,着重描述川内某集输工程对ERW钢管的选用过程和应用效果,指出在天然气集输干线工程中进行湿气输送时,采用ERW钢管在节省投资、缩短工期等方面的优点及其他方面的效益。

高频焊接钢管焊缝冲击试样缺口位置的确定

采用夏比冲击试验研究了高频焊接(HFW)钢管焊缝冲击试样缺口位置的确定方法,重点讨论了焊缝中心线与试样中心线不垂直时(焊缝偏斜)如何确定。结果表明:当焊缝偏斜时,先制备两种缺口位置的焊缝冲击试样,一种是缺口根部处于距试样侧表面2mm的线与焊缝中心线的交点且垂直于试样中心线的直线上,另一种是缺口根部处于试样中心线与焊缝中心线的交点且垂直于试样中心线的直线上;两种试样中试验结果较小值作为焊缝处的冲击吸收能量,此试样为焊缝冲击试样。