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.

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。

海上风机基础用S355NL直缝焊管双丝埋弧焊工艺设计

S355NL细晶粒结构钢以其优异的性能在海上风电、石油平台、焊接钢管等方面得到广泛应用。为进一步提高焊接钢管的生产效率,获得性能优良的海上风机基础用钢管焊接接头,开展S355NL直缝焊管的焊接工艺研究。采用双丝埋弧焊方式,选用低镍合金焊材,不仅能够细化焊缝组织晶粒,同时降低淬硬倾向,提高S355NL直缝焊管焊缝的低温冲击韧性。在焊接过程中采用多层多道焊接,控制热输入≤5.0 kJ/mm,减少熔合区和热影响区在高温区域停留时间,保证熔合线和热影响区冲击性能。试验结果表明,该工艺所制试板及成品焊管各项力学性能试验合格,能够满足-40℃夏比冲击试验要求。生产应用表明,该焊接工艺制定及焊材选配正确恰当,能够提高焊接生产效率。

大型直缝焊管四点弯曲JCO成形及其弹复解析

提出了一种大型直缝焊管生产的新工艺——四点弯曲JCO成形,采用该工艺最终成形的管坯径向截面的几何形状为曲率一致的圆,且成形道次少,生产效率高。通过宽板四点弯曲试验,验证了理论解析的正确性,为将来实际生产中通过调整凸模行程控制成形管坯曲率提供了理论依据。理论和试验数据均表明弹复前后的曲率为线性关系,这为四点弯曲JCO成形过程智能化控制提供了便捷。基于上述理论进行了管坯四点弯曲JCO成形试验,获得了理想成形管坯,且成形道次仅13道次,相对传统工艺25道次,生产效率得到显著提高。

国产X80管线钢的应变时效行为及预防措施

针对管线钢存在的应变时效问题,对国产X80管线钢及其直缝埋弧焊管管体进行了不同时效后的拉伸试验,对其应变时效行为及预防措施进行了研究。结果表明:当时效温度达到210℃时,存在1%预应变的X80管线钢和经水压、冷扩径后的直缝埋弧焊管均出现明显的应变时效,前者屈服强度和屈强比均上升6%,后者的分别上升9.5%和6.9%,且应力-应变曲线均出现明显的屈服平台;测定拉伸性能时要尽可能降低拉伸试样的温升,降低防腐前加热温度和缩短加热时间以及降低管线钢中的碳、氮含量,采用双相显微组织并在轧制工艺中用加速冷却后立即在线热处理等方法均是降低管线钢应变时效的有效措施。

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。

应变时效对大口径X80管线钢拉伸性能的影响

将大口径X80管线钢试样拉伸至应变为0.5%~3.5%,卸载后分别进行室温及200,230,250℃时效处理,研究了拉伸预应变和时效温度对试验钢拉伸性能的影响;采用直缝埋弧焊在制管扩径率为0.5%~0.8%下对试验钢进行制管,研究了制管扩径率对试验钢拉伸性能的影响。结果表明:进行一定应变预拉伸+时效处理或制管扩径后,试验钢发生应变时效,其屈服强度增大,抗拉强度变化较小,屈强比增大;制管扩径率对屈服强度增量和屈强比增量的影响比拉伸预应变的更大;室温应变时效后,拉伸预应变是影响屈服强度和屈强比提高的主要因素;200~250℃应变时效对试验钢拉伸性能的影响比室温应变时效的大,200~250℃时效温度的变化对拉伸性能影响不大。

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.

大型直缝焊管多点弯曲一次性矫直新工艺原理

由于大型直缝焊管的特殊性,多采用三点弯曲多次矫直的方法修正其直线度。基于平面弯曲弹复理论及过弯矫直等价原理,给出基于管件初始挠度曲线分布的理论矫直弯矩,施加该理论弯矩可将管件一次性完全矫直。为方便工业应用,将该弯矩离散线性化,提出多点弯曲一次性矫直控制策略,并给出相应的工艺参数的确定方法。通过实测大型管件挠度分布,建立大型管件多点弯曲一次性矫直的数值仿真模型,并以小尺寸管件的物理模拟试验验证仿真模型的可靠性。对实际管件的仿真模拟结果验证多点弯曲一次性矫直控制策略的可行性,为全自动矫直机的设计和应用提供理论基础。

直缝埋弧焊钢管的成形方式及选择

直缝埋弧焊钢管由于性能优良,在未来的输送流体管道中将占有很大的比例,长输油气管道用直缝埋弧焊钢管将逐渐代替螺旋埋弧焊管。分析总结了直缝埋弧焊钢管常见的成形方式,以及各种成形方式的优缺点,就实际工程设计中如何选择直缝埋弧焊钢管提出了建议和意见。

焊缝几何尺寸对钢管承载能力影响的模拟分析

为研究高强X80直缝埋弧焊管焊接热影响区软化对管线运行安全的影响,采用ANSYS有限元数值模拟软件分析了焊缝几何尺寸对双面埋弧焊直缝焊管内部承载能力的影响.结果表明,由于焊接热影响区强度软化及焊缝余高的影响,最大应力出现在热影响区处,并受到焊缝几何尺寸的影响;在内外焊缝熔深一定时,钢管的承载最大压力与内外焊缝的熔宽间存在最佳的匹配;在内外焊缝熔宽一定时,适当熔深可以增加钢管的承载能力;另外,焊缝的几何尺寸对最大应力出现的位置有一定的影响.

PLC在直缝埋弧焊管自动超声检测中的应用

超声检测是直缝埋弧焊管(LSAW)制造质量体系的重要环节。将可编程序控制器(PLC)应用于LSAW自动超声检测系统,可极大地改善焊管检测效率和可靠性,有益于提高焊缝质量和生产效率。本文介绍了LSAW自动超声检测过程及控制对象、工艺流程逻辑图、PLC的硬件接口系统及工艺软件编程等。

抗酸性X70MS直缝埋弧焊管的研制

采用低C、低Mn、合金化设计和超洁净化冶炼制造的X70MS抗酸性钢板,通过控制焊接接头硬度、焊接热输入以及钢管残余应力等,开发制造出了X70MS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。结果表明,管体和焊缝的硬度均小于250HV10,0℃下母材冲击功大于410 J,焊接接头冲击功大于168 J;按照NACE-0284标准进行HIC测试,管母和焊接接头裂纹敏感率(CSR)、裂纹长度率(CLR)及裂纹厚度率(CTR)均为0;按照NACE-0177标准进行SSCC测试,采用A溶液,在72%ReL及90%ReL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耐酸性。

大口径油气管道环焊技术的进展及在宝钢的应用

介绍了当前管道工业的发展及管道焊接技术的进展情况,并阐明了管道全位置下向焊接技术的特性。管道环焊缝是由根焊、热焊、填充焊、盖面焊等不同焊道组成。对常用的手工焊、半自动焊和自动焊接方法在管道环焊缝不同焊道焊接时的应用以及各自特点做了介绍,还对焊接材料的选用、焊接设备的选型作了描述。宝钢钢管厂大口径直缝埋弧焊管(UOE)项目即将投产,投产后大口径焊管产品使用技术的研究势在必行,宝钢应尽快开展大口径UOE焊管的环缝焊接技术的研究,为将来的推广应用提供必要的技术支撑。

大口径高钢级JCOE直缝埋弧焊接钢管包申格效应试验研究

通过对100组高钢级大口径钢管及其钢板的横向拉伸性能测试,分析了JCOE工艺在制管过程中的包申格效应。结果表明,利用JCOE工艺制成的高钢级大口径直缝埋弧焊接钢管的屈服强度有下降趋势,而抗拉强度呈上升趋势,平均上升14 MPa;屈强比和伸长率均呈现下降趋势,平均下降0.02。

直缝埋弧焊管端口扩径变形分析

采用有限元模拟方法,就直缝埋弧焊管端口机械扩径变形过程进行了研究,对直缝埋弧焊管端口机械扩径过程的横断面、纵断面变形特征做了数值模拟。结果表明,沿管材轴向可以将变形状态分为端口变形区、过渡变形区和未变形区,在扩径过程中需要确定合理的扩径长度。端口变形区壁厚减薄,而在管材与模具尾部圆角相切处应变最大,处于相邻两块模具之间的悬空段管材壁厚变化不均匀,切向拉应力最大,壁厚减薄严重,这几处需要防止变形破坏,由此可见变形过程具有十分明显的局部变形特征。对直缝埋弧焊管端口机械扩径的模拟得到了扩径长度、管端壁厚变化等对实际生产有益的结论。

X80钢制管前后强韧性变化规律研究

针对西气东输二线X80级准1 219 mm×22 mm直缝埋弧焊管JCOE制造过程,研究了X80钢制管前后拉伸性能、夏比冲击韧性、DWTT性能的变化规律。结果表明,X80钢经JCOE工艺制管后,屈服强度、屈强比有较大幅度的升高,抗拉强度上升不大;夏比冲击功有所降低;DWTT剪切面积变化不大。同时分析了钢板制管后强韧性变化的原因,在此基础上,提出了X80钢板订货技术条件制定的原则,并经西气东输二线钢管的生产检验证明有效。

X80钢级直缝埋弧焊管力学性能研究

通过对X80高钢级直缝埋弧焊管力学性能试验研究,得到了各项力学性能参数,并对其数据进行了分析。研究表明:新开发的X80级管线钢力学性能已达到APISPEC5L标准,但需要进一步优化焊接工艺,提高焊缝的冲击韧性。

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。

国外大口径直缝埋弧焊管生产技术发展概况

阐述了 UOE成型工艺生产大口径直缝埋弧焊管的发展概况 ,以及新技术条件下U OE焊管机组应具有的基本装备 ,同时还与其它几种成型工艺进行了对比分析 ,指出 UOE成型工艺技术上最成功 。