CCUS-EOR管道工程管材选择研究

由于国内关于超临界/密相CO_(2)管道输送的工程应用几乎为零,也无针对性的管材选择标准规范,因此,对CCUS-EOR全产业链地面工程技术体系与建设模式取得成果进行归纳总结,论述了CO_(2)管道管材选择标准的适用性和HFW钢管、SMLS钢管及SAWL钢管的差异性及对CO_(2)管道输送的适应性,对CO_(2)管道输送的管材选择提出以下建议:CCUS-EOR管道具有难止裂、泄漏后温降大、易腐蚀等特点,管材应具有优良低温性能、较高止裂韧性和耐腐蚀性;虽然国内外CO_(2)管道输送还未形成具有科学性、全面性和系统性的标准体系,但可借鉴传统的石油、天然气管道材料和施工做法;管材选择的关键是钢管技术指标对使用要求的满足性,要综合考虑管材的价格、性能、冲击韧性等因素以及对工程条件的适应性。

直缝埋弧焊钢管超声波相控阵检测工艺技术研究

介绍了标准中检测焊管典型缺陷的超声波检测探头布置方法。提出了钢管焊缝纵向伤检测方法、横向伤检测方法及串列式检测方法。通过不同的检测方法灵敏度校验、耦合监视、检测能力的确认,确保该检测方法可满足油气管道相关标准要求。该检测系统结合自动化校准模式,通过对比样管人工刻伤对应波形位置,可以清晰地看出样管上人工检测缺陷的位置误差、漏检和误报等情况,为钢管自动探伤工作带来方便,并提高了钢管检测质量。

HFW与SAWL焊管的焊缝性能比较

对相同材质、管径、壁厚的HFW焊管和SAWL焊管的焊缝试样进行了压扁试验、导向弯曲试验、拉伸试验、夏比冲击试验、显微硬度试验和金相试验,比较分析了二者的各项性能。结果表明:经过采取适当的高频焊接和焊后热处理工艺,HFW焊管焊缝的各项力学性能指标与SAWL焊管的相当,有些性能甚至更优;但其焊缝的质量不及SAWL焊管的稳定,需要进一步优化其生产工艺,控制好生产线每个环节的生产质量。

CF-V型多通道超声波探伤系统在SAWL钢管生产中的应用

介绍了CF-V型多通道超声波探伤系统在SAWL钢管生产中的应用情况。重点阐述了该系统的主要功能特点和设备布置。该系统探伤准确度高,误报率低,且检测速度快,成本低,设计探伤速度可达30m/min,板端盲区最小为20mm,为钢板在线超声波检测提供了新的思路和方向。

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。

X70厚壁海底管线钢管研制

根据我国南海深海管线用钢管的技术要求,开发出了厚壁X70钢级φ765.2mm×31.8mm海底管线钢管。通过对钢管进行检测:钢管管体纵向和横向屈服强度≥550MPa,抗拉强度≥660MPa,屈强比最低达到0.81,焊缝抗拉强度达695MPa,均匀延伸率达到了7.6%,断后伸长率达到54%;在-20℃下管体冲击功平均值为340J,焊接接头冲击功平均值最低为168J;在0℃下管体CTOD特征值δm最高达到0.688mm,焊接接头最小为0.222mm,热影响区最小为0.280mm。钢管管体母材、热影响区、焊缝部位的抗氢致开裂、硫化物应力腐蚀及盐雾腐蚀性能良好。试验结果表明研制的X70钢管具有优良的强塑性、低温韧性、断裂韧性及耐腐蚀性能,适用于海洋服役环境的油气输送。

-45℃低温环境用X80钢级Φ1422 mm×30.8 mm站场直缝焊管的开发及性能研究

针对中俄东线天然气管道工程用站场低温管的技术要求,通过对焊管焊接工艺、焊材匹配及扩径工艺的研究,开发出了-45℃低温环境用X80钢级Ф1422mm×30.8mm站场直缝焊管,并对焊管力学性能进行了检验。检验结果表明,焊管管体屈服强度为606~660 MPa,抗拉强度为681~737 MPa,屈强比为0.85~0.91,-45℃时冲击功平均值为327 J,DWTT剪切面积平均值为57%;焊缝冲击功平均值为144J,热影响区冲击功平均值为225 J。各项性能指标均满足《中俄东线天然气管道工程站场低温环境用管材、管件技术条件第5部分:站内钢管》要求。

西气东输二线用X80级准Ф1219mm×22.0mm直缝埋弧焊管质量分析

通过对国产和进口的X80级准Ф1 219 mm×22.0 mm直缝埋弧焊管理化性能数据统计,分析了国内外X80级准Ф1 219 mm×22.0 mm直缝埋弧焊管在成分、组织设计和性能上的差异。结果表明,国产X80级准Ф1 219 mm×22.0 mm直缝埋弧焊管的拉伸性能、钢管管体和焊缝区冲击韧性的平均值与进口钢管基本相当,甚至超过进口钢管的水平,但国产钢管的强度、冲击韧性数据分散,显示出钢管产品质量稳定性或质量控制措施方面还存在一定的差距。

深海管线用高钢级厚壁直缝埋弧焊管研制

对深海管线用钢管的研制背景及技术目标进行了详细阐述。通过采用低C高Mn-Nb-Ti合金化的成分设计和合理的TMCP工艺控制,开发出具有高强度、低屈强比和优异低温韧性良好匹配的X70级36.5 mm厚壁管线钢。采用JCOE制管工艺试制的X70级准914 mm×36.5 mm直缝埋弧焊管,其管体及焊接接头的拉伸性能、断裂韧性及硬度等指标全部满足DNV-OS-F101标准要求,主要性能指标达到了研制技术目标要求。

全管体正火热处理大直径直缝埋弧焊管的开发

介绍全管体正火热处理L290N直缝埋弧焊管的开发实践。对热机械轧制管线钢钢板经UO制管后进行全管体正火热处理时容易出现拉伸屈服强度降低和钢管变形等问题进行研究。研究表明:采用C-Mn-微Nb成分系的L290N管线钢,在TMCP轧制后,获得铁素体和珠光体两相组织,具有明显的拉伸屈服平台,正火热处理后拉伸屈服强度明显降低,但依然保持明显的屈服平台,1.0%以内的冷变形率进行冷整形基本不影响拉伸性能。通过工程实践,批量生产了全管体正火热处理Ф711 mm×15.88 mm和Ф914 mm×17.48 mm规格L290N直缝埋弧焊管,其力学性能和几何尺寸均满足GB/T9711-2017标准及客户要求。

X70抗大变形钢管研发及批量生产

通过对X70抗大变形管线钢组织、性能、焊接工艺、形变与硬化规律,以及时效处理对钢管性能影响的研究,掌握了X70抗大变钢管研发与制造的关键技术和难点问题。并通过前期研发和试制,成功批量生产了X70钢级1 016 mm×17.5 mm抗大变形钢管,性能满足《中缅天然气管道工程基于应变设计地区用直缝埋弧焊管技术条件(国内段)》与Q/SY GJX 101—2010《天然气输送管道用钢管通用技术条件》要求。

国外直缝埋弧焊接钢管工艺与质量现状

从生产检验工艺人员配置、设备自动化程度以及实物质量状况等方面列举了国外某先进制管企业直缝埋弧焊接钢管的生产检验现状,并与国内先进制管企业进行对比。结果表明,我国现有钢管生产检验水平与国际先进水平存在一定差距,主要表现在装备水平、自动化程度、实物质量稳定性、生产管理、质量控制等方面。

直缝焊管生产工艺对X65M钢级钢材屈服强度的影响

以某X65M钢级钢板为例,分析了直缝焊管生产工艺对该材质焊管最终屈服强度的影响.分析认为：成型工艺对X65M钢级钢板的屈服强度影响较大,成型后母材屈服强度减小30～70 MPa;扩径虽能使屈服强度增加,但增幅不大,不足以弥补成型后造成的屈服强度损失;棒状试样的屈服强度普遍比板状试样的大,但增量不大.建议钢管生产厂对原料的理化性能及金相组织进行充分评估,预测屈服强度变化趋势,避免成品钢管的屈服强度超出标准要求.

我国高钢级、大直径油气输送直缝埋弧焊管研究进展

简要回顾了我国X80钢级管线钢及其Ф1 219 mm直缝埋弧焊管的研制历程及成就,介绍了X90/X100高强度直缝埋弧焊管以及X80钢级Φ1 422 mm直缝埋弧焊管等的研制进展情况,分析了X90/X100直缝埋弧焊管和X80钢级Φ1 422 mm直缝埋弧焊管的技术成熟度及存在的问题等。

钢板质量对直缝埋弧焊管的影响

介绍直缝埋弧焊管用钢板各技术参数及其对钢管产品质量的影响,分析钢板技术参数的均匀性、稳定性要求。分析认为:大批量生产时钢板技术参数的离散度较大是影响直缝埋弧焊管生产的主要原因。加强对钢板轧制工艺的研究,减小钢板各项技术参数的离散度,对提高钢板和直缝埋弧焊管的质量具有重要意义。

直缝埋弧焊管直度影响因素研究

从成型管形控制、扩径参数控制、焊接应变等方面展开研究,分析了焊接非对称变形、焊缝与母材的长度收缩率变形差异和“噘嘴”等对直缝埋弧焊管直度的影响,并用ABAQUS软件模拟了钢管焊接应变过程造成的直度变化规律。研究表明,采取预应变、“噘嘴”控制及合理的扩径应变率可以获得0.15%L以内的钢管直度,避免了钢管坡口加工、管端切斜、3PE防腐层不均匀或厚度不足等问题的产生。

X80钢级大直径直缝埋弧焊管裂纹研究与工艺改进

X80钢级大直径厚壁直缝埋弧焊管在扩径后存在焊缝趾部开裂现象。通过对该裂纹的断口及其理化性能进行检测,认为造成焊缝趾部开裂的原因是:焊接热输入量较高,热影响区韧性恶化;钢管扩径前焊缝附近母材存在应力集中;钢管热影响区与扩管模具发生挤压。针对上述因素,进行工艺改进,使得裂纹发生率从2.00%降低到0.12%。

直缝埋弧焊管辊道对中的精确控制

为了避免钢管在横移车上由于对中偏差大而发生倾翻,造成设备损坏或人员伤害等问题,提出了一种通过两个检测开关和一个编码器来实现的直缝埋弧钢管的精确对中控制方法。本控制方法能够满足横移车接管、运管的要求,避免了传统对中方式对同一批钢管的不同管长对中时出现偏斜严重的问题,能够实现全自动运行,从而大大减少了操作者的劳动强度以及生产运行成本,保证了钢管在横移车上的输送效率与安全性。

海上浮吊用Q690E直缝埋弧焊钢管工艺研究

对海上浮吊用Q690E调质钢直缝埋弧焊钢管的生产工艺进行了试验研究,结果表明,钢板的化学成分、组织及热处理状态对钢管的焊接性影响较大。采用单丝多层多道埋弧焊,严格控制线能量,并采取焊前预热、控制层间温度、焊后保温缓冷等工艺措施,可获得良好的性能。钢管反复整圆对焊接接头性能有较大影响,使焊缝强度升高,韧性下降。通过优化预弯和折弯工艺,提高成型管的圆度,减少整圆量,可有效地减小整圆对钢管性能的影响。

X80直缝埋弧焊管制管前后拉伸性能的变化

通过对X80级Ф1016mm×18.4 mm直缝埋弧焊管制管前后拉伸性能变化的研究,得出了其制管前后拉伸性能变化的一般规律。结合直缝埋弧焊管的制管过程分析认为,成型和扩径是制管前后拉伸性能变化的主要原因。对于X80直缝埋弧焊管,当扩径率为0.8%～1.2%时,既保证了钢管外观尺寸精度,又很好地控制了扩径后钢管的屈服强度和屈强比的上升幅度。扩径工艺后,钢管的屈服强度和抗拉强度都有所增加,且屈服强度的增加幅度要大于抗拉强度的增加幅度。