X65钢级管线钢热处理工艺研究

文章介绍了X65钢级管线钢的成分设计及CCT曲线的测定,重点研究了热处理工艺,通过对试验结果的分析,得出采用调质工艺(淬火+回火)处理,管线钢的力学性能完全满足API Spec 5L标准要求。

X65钢级φ762mm×28.6/30.2mm海底直缝埋弧焊管

2009年我国南海深水天然气项目正式启动,该项目所需钢管为X65钢级φ762mm×28.6/30.2mm海底直缝埋弧焊管,设计压力23.9MPa,技术要求远高于陆上管线。巨龙钢管公司通过与钢厂开展联合技术攻关,先后解决了板材强度、韧性及焊接性等难题,开发出海底厚壁钢管成型、焊接、扩径、水压等工艺技术及工装模具,系统掌握了海底、厚壁钢管的制造工艺技术,按期完成3.15×104t海底管线用钢管的生产任务。研制钢管的力学性性能优良,母材、焊缝及熔合线位置的夏比冲击功平均值分别达450J、193J和290J,DWTT剪切面积平均达94%,同时具有极高的外观尺寸精度。该项目实现了我国深海高压油气输送钢管的国产化,为大壁厚、大应变、耐腐蚀等钢管以及超神海底管线用焊管的研制生产积累了经验。

强酸性环境下X65钢级抗硫管线管用连铸圆坯研发

抗硫管线管服役环境极为苛刻,要求无缝钢管具有较高的强度、韧性、良好的焊接性能及较好的耐蚀性等,尤其是对抗氢致裂纹(HIC)和抗硫应力腐蚀裂纹(SSC)要求极高。通过采取技术措施解决了半钢水脱P、脱S及低硫钢夹杂物控制困难的质量难题并充分利用承德地区铁矿五害元素含量低且富含微合金化元素的资源优势,采用铁水提钒-半钢水脱硫-转炉冶炼-LF精炼-VD真空处理-圆坯连铸-缓冷精整的生产工艺,开发适用于强酸性环境下X65钢级抗硫管线管用连铸圆坯,经下游客户轧制钢管及性能检验,性能合格。

BNS、X60QS和X65QS钢级耐酸性腐蚀管线管的开发

文章介绍了BNS、X60QS和X65QS钢级耐酸性腐蚀管线管的成分设计和工业试制过程,研究了正火工艺和调质工艺对热轧之后钢管的金相组织及机械性能的影响,分析了产品的耐酸性腐蚀性能。试制结果表明,采用正火工艺生产的BNS钢级管线管的机械性能和耐酸性腐蚀性能完全满足API Spec 5L规范要求,采用调质工艺生产的X60QS钢级和X65QS钢级管线管的机械性能和耐酸性腐蚀性能完全满足API Spec 5L规范要求。

集输管线用X65MS钢级抗H_2S ERW焊管的研制

结合抗H_2S X65MS ERW焊管的技术标准和要求,从材料研发、制管工艺及检(化)验评估等方面对该ERW焊管的研制情况进行介绍。试验结果表明:采用低C、低Mn、合金化设计和超洁净化冶炼制造的抗H_2S X65MS卷板,通过ERW焊管成型和焊接工艺优化控制,开发出的X65MS钢级抗H_2S ERW焊管的理化性能完全满足API标准要求,且其HIC性能满足NACE TM 0284——2011标准要求,抗SSCC性能满足NACE TM 0177——2005标准要求。

经济型X65级管线钢热轧卷板的研制

采用中薄板坯连铸连轧生产线研制开发经济型X65级管线钢热轧卷板,其特点是在成分设计上采用低C高Nb经济型设计,在工艺上采用纯净钢冶炼,动态轻压下连铸技术和高温轧制工艺(HTP)技术。产品的显微组织均匀,晶粒细小,具有良好的低温韧性和焊接性能,同时有效降低了生产成本,减小了轧机负荷,提高了生产效率。

HTP型X65级管线钢连续冷却相变的研究

利用G leeble-3800热摸拟试验机,测定了HTP型X65级管线钢的动态CCT曲线,并通过光学显微镜和电子显微镜(SEM和TEM)对连续冷却后的组织和第二相析出物进行了详细观察和分析。随着冷却速度的提高,在连续冷却转变组织中依次出现多边形铁素体、珠光体、针状铁素体,且各阶段冷却后试样的硬度也逐渐增加,M/A数量逐渐增多,分布越来越均匀,第二相析出物增多且变得弥散细小。

X65级管线钢板焊接性能研究

利用Gleeble 3500热模拟试验机及相变仪,建立了X65级管线钢板的焊缝热影响区连续冷却转变曲线——SH-CCT曲线,用于研究其焊接性能。按照建立的SH-CCT曲线合理选择焊接工艺,进行厚度为10mm的X65级管线钢板CO2气体保护焊接,对焊接接头进行了硬度、拉伸及冲击等试验。借助金相显微镜,观察分析了不同冷却速度下的显微组织和焊接接头不同部位的显微组织。结果表明,根据建立SH-CCT曲线所选择的CO2气体保护焊接工艺是合理的,焊接接头具有良好的显微组织和综合性能。

X65Q钢级管线管焊接缺陷的成因分析

在X65Q钢级管线管的焊接过程中,焊缝出现显微裂纹和缩孔缺陷,为此,对管体的化学成分和显微组织进行了检测,并对焊缝的凝固过程进行了分析。分析表明,焊接线能量强度偏高和焊后冷却强度偏低是产生上述焊接缺陷的主要原因,在此基础上,提出相应的改进措施。

国外某X65级埋弧焊钢管在管线试压中的漏水失效分析

国外某原油输送管线的一段钢管在试压时出现了钢管破裂漏水,对该X65级螺旋埋弧焊管的失效部分进行了实物取样,通过对实物外观形貌、X射线拍片、金相分析、扫描电镜检测等方面的试验分析,得出了该失效钢管裂纹产生机理和产生原因。

油气管线用X65钢潮湿环境的焊接工艺

普通合金钢焊接时,一般规定环境湿度在90%RH以上不允许焊接,这给在多雨地区的施工带来很大的不便。为了探讨潮湿环境对焊接质量的影响,以X65级管线钢为例进行了焊接性分析,确定其预热温度。通过合理的接头设计,恰当的焊接工艺参数,来控制焊接热输入,确保焊接接头性能,在环境温度为30℃,湿度在90%RH^95%RH的环境下进行焊接试验,并依据API 1104标准和管线技术规格书对所制定的焊接工艺进行评定。

包钢X65管线钢Φ300 mm圆铸坯的试制

包钢钢联股份有限公司炼钢厂采用120 t顶底复吹转炉-100 t LF(VD)-5流Φ300 mm铸坯连铸工艺流程试生产X65管线钢13MnNbTi(%:0.10～0.16C、1.20～1.40Mn、0.03～0.05Nb、0.01～0.02Ti、0.025～0.05Al)。生产实践表明,通过铁水脱硫([S]≤0.005%),转炉挡渣出钢,精炼渣碱度≥3.0,VD处理≥13 min,可以使[S]≤0.005%、[P]≤0.015%、[H]≤1.5×10^(-6)。通过全程保护浇铸和结晶器电磁搅拌工艺,钢中氧含量(13～21)×10^(-6),平均氧含量16.44×10^(-6),铸坯表面质量良好,低倍组织0～1级。

螺旋埋弧焊管用X65级20.62mm热轧板卷的开发

介绍了螺旋埋弧焊管用X65级、壁厚20.62mm热轧板卷的制造方法及产品性能。研究表明,选用低C-Mn-Nb-V为基,适当添加Cu,Ni和Mo等元素,采取超纯净钢冶炼、控制轧制和轧后加速冷却工艺,开发的针状铁素体型X65级、壁厚20.62mm热轧板卷的各项理化性能优良,达到了输气管线技术条件要求。随着板卷厚度的增加,X65级钢的碳当量增加,DWTT断口剪切面积下降。X65级钢的组织为块状铁素体+针状铁素体+少量珠光体+少量M-A岛,随着厚度增加,块状铁素体和珠光体及M-A岛数量增加,且晶粒变大,组织不均匀性和带状组织更加明显,最终导致钢的强度和DWTT性能下降,韧脆转变温度升高。随着板卷厚度增加,异常断口越易出现,断口剪切面积判定难度加大。

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。

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”。

某管线施工现场钢管水压失效原因分析

国外某原油输送管线的一段钢管在进行水压检测时出现了钢管破裂漏水,对该X65级螺旋埋弧焊管的失效部分进行了实物取样、解剖,从外观形貌、射线检查、金相检测、断口扫描、疲劳断口类比等方面进行了分析,得出了钢管失效的原因。通过对失效钢管的分析说明,钢管生产制造过程控制及运输过程控制对保证产品质量意义重大。

PSL型螺旋焊管在高压输水管线中的应用

山区、丘陵区长距离输水管线,局部管段地形起伏大、落差大、水压高,受限于地形地质情况、施工便利性等因素,输水管线布置很难避开峡谷低洼地段,造成峡谷低洼段压力陡增,在山区输水管线底部局部压力达到500m以上为常态。因此,输水管材的科学选择对管道的安全性、投资的经济性均有重要影响。PSL型螺旋焊管在西气东输工程中已经得到了较多的应用,但在输水工程中应用较少,参照西气东输工程,将PSL型螺旋埋弧焊管应用于水城县谢家水库高压输水管线工程中,综合管材特性、施工便利性、经济性等因素做了方案比选,最终选择了X65级螺旋埋弧焊管作为高压输水管线的管材,结果可为同类型的高压输水管线设计提供参考。

海洋用厚壁HFW管线管的研发

介绍了Φ406.4mm×19.1mmX65MO钢级海洋用厚壁HFW管线管的主要研发内容及其性能指标检验情况。检验结果表明,该产品各项技术质量指标均满足DNV-OS-F101—2007《海底管道系统规范》和用户技术规范要求。目前,该产品已成功应用于国内某浅海海域的海底油气管道工程中,应用情况良好。

管道环焊缝修复用高强度B型套筒及应用关键技术

近年来,在管道环焊缝隐患治理中,B型套筒修复技术受到广泛应用。然而,B型套筒应用于高强度管道环焊缝缺陷修复时,暴露出套筒几何尺寸不合理、角焊缝延迟开裂等突出问题。为解决B型套筒应用中面临的问题,满足高强度管道环焊缝缺陷修复的需求,研究提出了B型套筒几何尺寸的设计方法及关键参数取值建议;通过专门成分设计及加工工艺技术研究,开发了X65/X70钢级B型套筒,较传统Q345R套筒减重20%~30%,并给出了相应的施焊条件(管输压力及介质流速)、预热温度、焊接方式、焊后热处理等工艺要求,制订了X70钢级B型套筒焊材选用方案;基于套筒角焊缝开裂为延迟裂纹的特点,建议取消根焊和层间磁粉检测,增加焊后超声相控阵检测和48 h后磁粉检测。通过实验室全尺寸试验和现场应用示范验证了X65/X70钢级B型套筒的可靠性,并成功在X80高强度管道环焊缝缺陷修复中推广应用。