Research & Development of Grade X70 LSAW Steel Pipes for West-East Gas Pipeline

In this article the research and development of X70 large diameter longitudinal seam submerged arc welded (LSAW) steel pipes for West East Gas Transportation Pipeline project (WEGTP) in China are introduced, including the key technique, fabrication of pipe production line, mass production and the latest progress of LSAW steel pipe technique.

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。

俄罗斯维克松钢管厂北欧天然气管道工程用Ф1420mm LSAW焊管的开发

简述了俄罗斯联合冶金公司下属维克松钢管厂北欧天然气管道工程用Ф1420mm直缝埋弧焊管的开发情况。介绍了俄罗斯谢韦尔钢铁公司和德国Dillinger Hüttenwerke公司为该厂提供的钢板化学成分和力学性能,以及该厂为北欧天然气管道工程生产的焊管的力学性能和焊缝技术要求。

X80钢级直缝埋弧焊管的性能评价

统计了对标中俄东线标准的X80钢级Φ1219 mm直缝埋弧焊管的拉伸性能、冲击性能以及成品几何尺寸,分析了钢板和焊管的化学成分及微观组织形貌。分析认为:该X80钢级Φ1219 mm×22 mm直缝埋弧焊管焊缝组织为针状铁素体+粒状贝氏体+准多边形铁素体,主要合金元素都控制在较窄的区间内;焊管各项性能均达到中俄东线标准要求,强度和韧性优良,焊缝强度与管体强度匹配良好,成品尺寸优良。

大口径直缝埋弧焊管成型技术的进步

近年来,随着管道建设的空前发展以及世界各国经济的发展变化,在大口径直缝埋弧焊管机组中,无论是UOE机组,还是PFP机组和新式RB机组均得到了广泛应用,新技术不断涌现,生产的产品适应范围逐渐扩大,产品质量不断提高。简要描述了1990年以来国内外大口径直缝焊管机组的建设情况以及大口径直缝焊管成型技术的进步。

酸性环境用UOE焊管的开发及应用

简述宝钢股份酸性服役环境用UOE焊管的开发实践情况。针对典型规格、钢级的UOE焊管的主要技术要求,介绍宝钢股份不同规格产品的工艺路径方案、产品的化学成分、夹杂物和偏析控制、钢板轧制工艺,以及生产出的UOE焊管的力学性能及其应用情况。分析认为:宝钢股份通过合理设计化学成分,严格控制非金属夹杂物和中心偏析,采用TMCP轧制工艺生产制管用原料钢板(含卷板开平板),并通过控制合适的压缩率和扩径率,降低并均匀化了制管残余应力,使得UOE焊管获得了高的尺寸精度,且其力学性能及抗HIC、SSCC性能优良,满足用户的使用条件。

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。

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.

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%。

直缝焊管机械扩径工艺技术研究

阐述了大口径直缝焊管生产线中扩径工序的作用及机械扩径方式的优势,简析了机械扩径的胀形过程及行程设计方法,分析了决定扩径后钢管几何尺寸精度、残余应力状态和机械性能变化等质量指标的工艺技术参数,指出了扩径工具的结构和轮廓参数对获得良好的钢管扩径质量的意义,讨论了影响机械扩径力大小的因素,并给出了扩径力的简化计算方法。

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。

大口径直缝焊管机械扩径工艺的研究进展

大口径直缝埋弧焊管在油气输送领域有着广泛的应用,掌握制造大型直缝焊管的核心技术——机械扩径技术对发展我国管线钢钢管制造业有着重要意义。介绍了大口径直缝埋弧焊管的机械扩径方法以及有限元仿真技术在大口径焊管机械扩径生产领域的近期研究成果,同时也探讨了大口径焊管机械扩径技术的发展趋势。

UOE成形工艺在大直缝焊接钢管生产中的应用

介绍了大直缝焊接钢管UOE成形工艺的特点,以规格为Ф711mm×15.9mm×12200mm直缝焊接钢管的试制生产为例,考察了试制样品的成形精度。各项测试结果表明,所拟定的UOE成形工艺技术路线合理,可进行该规格产品的批量生产。

海底管线用钢的开发和应用

海洋环境的恶劣对海底管线用钢提出较陆地管线更加严格的质量要求。宝钢开发以热连轧方式生产用于制造直缝埋弧焊管的海底管线用X65级管线钢板,其产品具有高强度、高韧性和良好的焊接性等综合性能。与陆地管线相比,不仅使焊管横向性能满足X65级管线管的强度和韧性要求,而且焊管纵向性能也满足DNV-OS-F101海底管线用钢的性能要求,可保证海底管线施工和运营的安全。上海宝山钢铁股份有限公司开发的海底管线用钢已成功地应用于我国南海“番禺—惠州天然气海底管线”。

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。

试样形式对X80级钢板及钢管拉伸试验结果的影响

研究了试样形式对X80级管线钢板及直缝埋弧焊钢管横向拉伸性能试验结果的影响,结果表明,试样形式对钢板及钢管横向拉伸试验结果均有影响,尤其是对钢管横向屈服强度和屈强比的影响较大。分析了不同试样形式拉伸试验结果差异的原因,提出了钢板采用矩形拉伸试样、钢管横向拉伸采用圆棒试样并合理确定屈强比上限的建议。该建议已被西气东输二线标准采纳并实施。

卷板制造直缝埋弧焊接钢管的技术问题及处理

采用卷板制造直缝埋弧焊接钢管,在国内甚至世界上尚属首次。针对卷板制造直缝埋弧焊接钢管时面临开平后成板率低,钢卷头、中、尾性能差异,板边没有经过纵剪易存在缺陷,在钢厂无法进行UT分层探伤以及包申格效应变化趋势未知等技术难题,中国海洋石油有限公司番禺/惠州项目部组织钢厂和钢管厂分别进行了两次试制和小批量试生产,经结果分析和工艺调整,顺利解决了上述技术问题。评价结果表明,由卷板制造的直缝埋弧焊接钢管完全符合番禺/惠州天然气开发项目直缝埋弧焊接钢管技术条件SPC-SP-PL-2003和相关技术规范DNV-OS-F101(2000)。

卷板制造JCOE直缝埋弧焊接钢管质量分析

采用热轧卷板,经过卷板开平和切断、JCOE工艺制成直缝埋弧焊接钢管,分别进行了成分、拉伸、冲击、硬度、DWTT等理化性能试验,无损检测和外观等质量状况检测和评价,结果符合相关技术规范DNV-OS-F101(2000)和API SPEC 5L(43版)的要求。

试样制备过程对高钢级输送管管体拉伸性能的影响

针对高钢级输送管管体拉伸性能试验中发现的异常值和异常曲线,分析了试样制备过程对试验结果的影响,认为应变时效是造成管体拉伸试验结果异常的主要原因。对X80钢级直缝埋弧焊管管体的应变时效行为进行了试验模拟,结果与分析相吻合。最后,通过严格控制试样制备程序和加工条件,消除了应变时效对试验结果的不利影响。

X80级钢管适宜目前亚洲市场的原因分析

受油气价格的影响,与以往相比,X80级钢管成为长距离油气输送管线更经济可行、更具竞争力的选择。介绍了PT东南亚管业公司在X80级钢管的成型和焊接方面的研究进展情况。试验研究表明,X80级钢管的发展使其逐渐成为陆地和海洋油气管线项目重点考虑使用的对象。