Φ508mm×9.5mm L450MB钢级ERW管线管的试制

焊缝冲击功低且不稳定是ERW管线管生产的一大技术难点。针对高钢级L450MB焊管存在焊缝冲击功不稳定的情况,宝山钢铁股份有限公司宝钢分公司钢管厂采取降低焊接速度、调整热处理工艺的技术方案,试制出焊缝冲击韧性符合标准要求的L450MB钢级ERW管线管。

N08825/L450QS镍基复合板焊接工艺及组织性能研究

通过合理的坡口设计,采用MAG+SAW+TIG焊接工艺对N08825/L450QS复合板进行了板-板对接焊试验,并利用拉伸、导向弯曲、夏比冲击、金相和腐蚀试验研究了该焊接接头力学性能、塑韧性能、组织特征及抗腐蚀性能。试验结果表明:焊缝抗拉强度为615 MPa,-30℃下冲击功值高达117 J且导向弯曲无裂纹;覆层熔敷区组织为奥氏体,中心呈等轴状树枝晶,边缘为柱状树枝晶;焊缝晶间腐蚀平均速率为1.101 g/m^2,点蚀平均速率为0.684 mm/a,基层焊缝HIC试验未发现裂纹;各项性能均满足标准要求。

N08825/L450MS复合管焊缝组织性能及抗腐蚀特性研究

为了解决油田严苛服役条件下管材的耐腐蚀问题,采用拉伸试验、夏比冲击试验、DWTT、弯曲试验、硬度测试、金相分析以及晶间腐蚀试验、HIC试验、SSCC试验等方法 ,对Φ610 mm×20.5(3+17.5)mm规格N08825/L450MS双金属复合管焊缝的力学性能、微观组织和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,试验焊缝的各项力学性能均满足相关标准要求;覆层焊缝中心区金相组织呈等轴状树枝晶形态,边缘呈柱状树枝晶形态,均为奥氏体+铁素体;复合管覆层母材和焊缝抗晶间腐蚀和点蚀性能优良,基层母材及焊缝对HIC和SSCC不敏感,可满足含有H2S和CO2等强腐蚀油气介质的集输要求。

温度对L450管线钢最小阴极保护电位的影响

通过动电位极化以及恒电位极化试验,采用失重法、阳极Tafel直线段反推法等技术手段,针对温度对最小阴极保护电位的影响,探究了不同温度条件下模拟土壤溶液中埋地管道L450的最小阴极保护电位,以期阴极保护系统达到最佳的保护状态,避免因阴极保护不足而造成管道腐蚀穿孔的现象,从而科学有效地提升管道腐蚀防护的适用性和正确性。结果表明:对于运行温度≤40℃的管线,最小阴极保护电位应为E P≤-850 mV(vs CSE,下同);对于运行温度40~60℃的管线,最小阴极保护电位应为-850 mV≤E P≤-950 mV;对于运行温度60~80℃的管线,最小阴极保护电位应为-950 mV≤E P≤-1000 mV;对于运行温度>80℃的管线,E P≤-1000 m V。

腐蚀介质下油气输送用N08825/L450MS冶金复合管的开发

针对含有腐蚀性介质的油气输送用石油管材,采用真空焊接+高温轧制的N08825/L450MS双金属冶金复合板,通过JCO钢管成型工艺及以ERNiCrMo-3为过渡填充金属的SAW+TIG焊接工艺,开发了Φ610 mm×(3+17.5)mm双金属冶金复合管。依据API SPEC 5LD—2015《内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范》和TTP-00000-MA-ETR-0004《UNS N08825合金内覆复合管技术规定》,对复合管管体和焊缝进行了性能检测。结果显示,管体屈服强度平均值508 MPa,抗拉强度634 MPa;-30℃冲击功平均值292 J,-15℃下DWTT的SA达到100%;剪切强度达到386 MPa;覆层焊缝晶间腐蚀平均腐蚀速率为0.710 mm/a,点蚀平均腐蚀速率为0.183 g/m2。研究结果表明,开发的N08825/L450MS双金属冶金复合管各项指标远优于标准要求,该管材具有较好的力学性能和耐蚀性能,可用于含H_2S、CO_2等强腐蚀介质的油气输送。

改善L450M管线钢低温韧性的研究

为了改善L450M管线钢的低温韧性,研究了不同冷却工艺对管线钢低温冲击功和落锤撕裂试验韧性剪切面积的影响。结果表明,当管线钢轧后初始冷却速率较小时,容易形成多边形铁素体和珠光体/贝氏体条状组织,冲击时裂纹易形成于组织差异较大的晶界上,裂纹沿着平行于轧制面的晶界快速扩展,降低管线钢的低温韧性。在落锤撕裂试验中,管线钢厚度中心位置出现的解理断裂和解理脆性分层现象与中心位置晶粒粗大、分布于铁素体晶界上的扁平细长条状珠光体以及差的珠光体/贝氏体条状组织等因素有关。通过冷却方式和冷却温度的控制,L450M管线钢最终得到了良好的低温韧性。

输煤管道L450MB管材磨蚀余量的分析研究

为了研究煤浆管道磨蚀余量的取值合理性,采用了实验室动态模拟的方法,用MSH型旋转磨蚀试验机,对磨蚀的3个主要影响因子,即pH值、浓度、流速,进行了正交排列,共排列出7种组合,分别对其进行168 h磨蚀试验。磨蚀总量由腐蚀分量、磨损分量和两者相互作用分量组成,腐蚀可通过静态挂片失重法测得,磨损可通过增加阴极保护的磨蚀试验测得,磨蚀总量除去腐蚀分量和磨损分量即为两者的相互作用分量。通过单变量数据分析,发现3个影响因子对磨蚀影响,pH值与磨蚀成反比,浓度与磨蚀成正比,流速与磨蚀成正比。通过对磨蚀组成的分析,发现腐蚀分量占磨蚀总量的56%,是浆体对管道内壁磨蚀的主要原因。通过对磨蚀总量的测定,输煤管道L450MB管材磨蚀余量应最小取0.05 mm/a,这样可保证管道运行的安全可靠。

轧制工艺对L450M管线钢组织和性能的影响

通过对压缩比、压下率和轧制温度的控制,使L450M管线钢(/%:0.06C,1.52Mn,0.19Si,0.017Ti,0.048Nb,0.028Als)获得了良好的强韧性。结果表明,200 mm坯粗轧末3道次和精轧前3道次达到20%以上的大压下率,可以使12 mm钢板在随后的冷却过程中形成细小的微米级晶粒。晶粒尺寸基本达到了10μm以下,部分晶粒可以细化至2μm以下。采用3.5倍左右的精轧压缩比,930-950℃的精轧开轧温度,810~830℃的精轧终轧温度,管线钢的屈服强度达到500 MPa以上,同时-15℃横向冲击功可以达到300 J以上。通过适当提高粗轧温度至≥1040℃,降低精轧压缩比至≤3.8和提高精轧终轧温度至≥800℃等可以有效地降低钢材的屈强比。

L450M管线钢穿越段焊缝返修焊接工艺

济南-青岛输气管道二线工程管道主干线穿越黄河段管材采用φ813mm×20mm,L450M管线钢。本文依据管材的焊接性,确定了恰当的预热温度和焊接参数,对穿越段L450M管线钢返修工艺进行了工艺评定,试验结果各项指标均符合SY/T 4103-2006标准和工程设计文件的要求,取得了良好的试验效果。

低温L450M管线钢的开发和应用

针对中俄原油二期工程采用高压大口径输送,要求L450M管线钢板材产品具有良好的低温DWTT断裂韧性,鞍钢采用低碳、铌微合金化、无钼或低钼的针状铁素体组织合金设计,同时结合纯净钢冶炼连铸工艺、热装轧制工艺和热机械轧制工艺等关键技术,鞍钢在2150ASP机组、4300机组和5500机组等研制开发出12.5~25 mm厚规格低温L450M管线钢热轧卷板和热轧钢板。产品具有细小均匀的针状铁素体组织、钢质纯净,保证产品具有高强度、良好的低温韧性和良好焊接性能等,制成螺旋埋弧焊钢管和直缝埋弧焊钢管应用于中俄原油二期工程。

L450/316L不锈钢复合钢管环焊缝焊接工艺研究

为了改进在高二氧化碳、高温酸性环境下气田的采气工艺,采用了不锈钢复合钢管。本文根据某储气库集输管线的焊接施工实践,介绍了准273 mm×(10+2)mm的L450/316L复合钢管的焊接工艺。打底焊及过渡焊层采用管内外充氩保护的氩弧焊(GTAW),填充层及盖面层的焊接采用焊条电弧焊,并在焊后对其焊接接头进行拉伸、刻槽锤断、弯曲、冲击、晶间腐蚀试验评价。焊接工艺评定结果表明,整个L450/316L复合钢管的焊接接头力学性能良好,且具备较好耐腐蚀性能,其堆焊层起到了很好的隔离作用,保证了现场焊接焊缝的质量。

薄规格双抗海底管线钢L450MOS的生产实践

通过优化成分、工艺设计及严格的过程工艺管控,试制11.1 mm L450MOS管线钢一次合格率达100%,其中屈服强度≥495 MPa,抗拉强度≥595 MPa,-20℃CVN(夏比冲击功)均值(7.5 mm)≥222 J,-20℃DWTT(落锤试验剪切面积)≥89%,HIC(氢致裂纹)各项指标均为0,-10℃CTOD(裂纹剪断扩展位移试验)特征值≥0.6 mm,完全满足供货要求,试验结果表明研制的L450MOS钢板具有优良的强塑性、低温韧性、断裂韧性及耐腐蚀性能,适用于海洋服役环境的抗腐蚀油气输送。

L450M管线钢管母材开裂原因及预防措施

为了研究L450M管线钢制管过程中机械扩径后母材开裂的原因,通过对断口进行宏观观察、微观分析以及钢板探伤,分析了管体机械扩径后母材开裂情况。结果显示,管体机械扩径后母材开裂部位以铁素体组织为主,含极少量的C元素,且并无其他元素成分。经分析,确定管体开裂是由于在连铸时冷钢掉入结晶器内未完全熔化、包裹在板坯内,经轧制而形成缺陷,最终导致管体开裂。

超临界CO_(2)输送用L450M钢级HFW焊管开发

[目的]随着“双碳”目标的推进,超临界CO_(2)输送管道用钢朝着更高钢级方向发展。[方法]采用低C、中Mn、微Ni合金化设计、高洁净化炼钢及大吨位压下轧制技术,开发出微观组织以细小扁平的多边形铁素体+铁素体+少量珠光体为主的L450M钢级(X65钢级)超临界CO_(2)输送管用热轧卷板。针对设计压力16 MPa的超临界输送用OD219.1 mm×10 mm(管径×壁厚)高频焊接(High Frequency Welding, HFW)焊管,为保证该HFW焊管运行时具有抗起裂与抗断裂扩展能力,经过计算,要求-45℃下母材夏比冲击吸收能量单值不小于88 J、均值不小于117 J,-45℃下焊缝、热影响区夏比冲击吸收能量单值不小于42 J、均值不小于56 J。[结果]经成型、焊接及热处理工艺研究,在成型挤压量5.25 mm,焊接速度17 m/min,焊缝热处理温度930℃工艺下,开发出低温性能优异的L450M钢级超临界CO_(2)输送用HFW焊管。经第三方检测,该焊管性能完全符合API Spec 5L《管线钢管》(46版)标准与低温韧性要求,经压扁试验压至贴合,母材与焊缝均未出现任何裂纹,表明母材与焊缝具有很强的塑性,焊缝质量优异。母材屈服强度534 MPa,母材、焊缝的抗拉强度基本一致,分别为619 MPa、620 MPa,均达到不低于535 MPa的标准要求,强度裕量大。母材、焊缝及热影响区的硬度均不高于220 HV10且分布均匀。-45℃下焊缝冲击吸收能量为177~401 J、热影响区冲击吸收能量为200~415 J、母材冲击吸收能量为248~416 J,且母材、焊缝、热影响区的韧脆转变温度均低于-60℃。[结论]该HFW焊管低温韧性优异,抗低温延性止裂能力高,且承受最大内压与外压能力分别达到62.29 MPa、38.9 MPa,完全满足超临界CO_(2)输送用HFW焊管的运行需求。

控轧控冷工艺对L450M管线钢屈强比的影响

为了提高管线用钢的安全服役性能,使其获得良好的强韧性和较低的屈强比,采用现场小批量试制试验,研究了不同控轧控冷工艺对L450M管线钢组织性能的影响。结果表明:L450M管线钢采用粗轧开轧温度1010~1050℃,精轧开轧温度920~960℃,精轧终轧温度790~830℃,终冷温度550~580℃,屈服强度可达到475~513 MPa,抗拉强度565~583 MPa,伸长率32%~38%,屈强比0.82~0.88,-20℃横向冲击功188~285 J,满足API SPEC 5L-2018标准要求;适当提高精轧终轧温度、降低粗轧阶段变形量、减少精轧阶段轧制道次,有利于降低L450M管线钢的屈强比;适当降低冷速、提高终冷温度,使L450M管线钢显微组织中先共析铁素体比例增加,有利于降低屈强比。

基于压痕载荷的幂硬化金属材料力学性能确定方法

建立球形压痕试验三维有限元模型,通过单一变量法模拟了压痕载荷与不同材料力学性能参数(弹性模量90~210 GPa、屈服强度180~300 MPa、应变硬化指数0.1~0.3)的关系;在125组力学性能参数组合下进行球形压痕试验有限元模拟,得到基于压痕载荷的材料力学性能参数计算公式并进行了试验验证。结果表明:压痕载荷与弹性模量和屈服强度存在对数线性关系,其对数与应变硬化指数之间同样存在线性关系;将球形压痕试验测定得到的L450管线钢的压痕载荷代入材料力学性能参数计算公式,得到的弹性模量、屈服强度和应变硬化指数与拉伸试验结果的相对误差分别为-2.347%,-1.915%,-2.740%,说明基于压痕载荷的材料力学参数计算方法可以满足工程需要。

板厚与取样位置对螺旋埋弧焊管母材拉伸性能的影响

分析了某制管厂在采用L450MB卷板生产φ813 mm×12.5 mm和φ813 mm×11.0 mm规格钢管过程中,由于板厚和钢管母材取样位置不同而造成母材拉伸性能较原材料的变化情况,分析指出,由于材料受包申格效应的影响较大,管体母材的屈服强度相比原材料卷板下降了50~60MPa,抗拉强度下降大约10MPa,屈强比也有明显降低;壁厚较大的卷板在制成钢管的过程中,屈服强度和屈强比的下降值比壁厚较小的卷板有所减小;管体母材拉伸试验的取样位置在距螺旋焊缝a/2处时,其拉伸性能相对于在距螺旋焊缝a/4处取样时有所降低。

管线钢在酸性环境中的腐蚀行为

选用地面集输常用管线钢L245N和L450,通过浸泡腐蚀和慢应变速率试验,研究了其在不同试验条件下的腐蚀速率和应力腐蚀敏感性,分析了腐蚀机理和影响因素。结果表明,高P_(CO_(2))/P_(H_(2)S)、中等Cl^(-)含量(7.4%)、60℃条件下,两种管线钢的腐蚀速率大,应力腐蚀敏感性高。

450g/L二甲戊灵微囊悬浮剂对直播水稻的安全性研究

为了探究450g/L二甲戊灵微囊悬浮剂在直播水稻田的应用潜力,采用室内生物活性测定的方法,对450g/L二甲戊灵微囊悬浮剂对直播水稻的生物安全性以及对稗草和鳢肠的防效进行研究。结果表明:在水稻播后苗前,当450g/L二甲戊灵微囊悬浮剂用量为1085～1294g(a.i)/hm2时,能够有效的防除稗草和鳢肠,而对水稻的出苗率、叶色、株高和地上部鲜重等无明显影响;施药处理后,不能直接灌水,应采用底部渗水的方式保持苗床湿润,则450g/L二甲戊灵微囊悬浮剂对水稻的安全性明显好于用同样方法使用的50%丁草胺乳油。为450g/L二甲戊灵微囊悬浮剂在直播稻田的推广应用提供理论依据。

苏里格气田集输管道管材的耐蚀性评价

为了更好地了解苏里格气田集输管道所用管材在微含H2S、低含CO2和湿气输送工艺条件下的耐蚀性,对常用的20#、L360、L450钢进行了化学成分测试、腐蚀速率测定和抗H2S腐蚀性能评价。试验结果表明,三种试验钢材的化学成分均符合相关标准要求;在苏里格气田地下水环境下,三种钢材腐蚀等级为中、低级,耐蚀性能为L450>L360>20#,基本满足苏里格气田实际工况下的耐蚀要求;L450管道钢具有良好的抗HIC性能和较好的抗SSC性能,完全满足苏里格气田微含硫腐蚀条件下的适用性要求。