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2006年石油天然气管道工程技术及微合金化钢国际研讨会

2006年石油天然气管道工程技术及微合金化钢国际研讨会

  • 召开年：2006
  • 召开地：巴西
  • 出版时间： 2006-01-23

主办单位：巴西矿冶公司

会议文集：2006年石油天然气管道工程技术及微合金化钢国际研讨会论文集

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  • 摘要：本文对钢管、管线和钢罐的内压疲劳进行了分析。在管线和钢罐中，钢管受静态载荷和疲劳载荷的双重作用，此时，内压疲劳尤为关键。由于液体的不可压缩性，所以在设计输油、水管线系统时，要考虑内压的波动问题。尽管高压天然气输送管道正常服役时的压力波动不大可能出现，内压疲劳可能发生在储存系统中，如由大口径钢管制成的天然气储罐，当地天然气分销商也会采用这样的储存系统以应对使用高峰。预计将来更多的天然气输送线将用作储存系统，因而内压疲劳不可忽视，根据对使用寿命的估价来估计疲劳负载。将来天然气储存系统的另一种应用是采用天然气压缩技术(CNG/PNG)，通过轮船输送天然气。此技术中，采用大直径的UOE钢管制成轮船上的压力容器。钢罐承受的压力范围足25～250bax①，因而需要特殊的疲劳设计。
  • 摘要：从焊接工艺规范可以不言而喻地证实，焊接结构可能含有不一定影响结构完整性和服役行为的缺陷，因为焊接工艺规范在经验和实际操作基础上，规定了焊接缺陷的允许或可接受的水平，然而，这种判断水平有些随机性，不能给出结构的完整性的定量测量，例如，对于特定焊接结构含多少缺陷才达到失效状态。这个概念在钢管承受大变形的载荷情况下具有特别的意义，特别是用于铺设海洋管线的卷滚(reeling)过程，对钢管产生大量的周期性塑性变形。在这篇文章中，详细地介绍了针对采用卷盘式铺设管线时运用结构可靠性分析(SRA)的方法。回顾了基于断裂力学方法论，在将这些方法用到卷盘式铺设之前，必须要清楚地确定需要解决的问题。rn 本文研究了应变历史对应用和材料断裂力学参数的作用，开发出通过应变循环来描述裂纹驱动力演变过程的理论模型，提出并确定了用以表述材料断裂抗力行为的准则。进行了试验性工作，分析用材料为X65，单调和循环断裂力学试验由单刃切口拉伸(SENT)试样完成。通过单调试验测定材料断裂抗力曲线。循环试验被用作实验性测定施加的断裂力学参数演变。在具体试验分析中，预测和测定的CTOD值两者非常吻合。提出了对柔性管进行结构可靠性分析的方法，通过实例比较了目前使用的方法和本文提出方法得出的结果。
  • 摘要：本文对用TMCP钢板制造的大口径直缝埋弧焊管生产热感应弯管工艺进行了介绍。感应弯管是一种高度自动化、可自由成形的工艺。弯管所需的热是由一个用感应线圈绕成的窄圆周带产生的，这个圆周带在弯管成形过程中沿着管子的长度方向连续向前运动。为了保证获得均匀的微观组织，弯管的加热温度必须超过Ac3转变温度，从而高于TMCP板的终轧温度。其结果就是不得不对板材进行特殊的分析和设计以使感应热弯后保持母材的力学性能。保证淬透性的合金元素和微合金元素的含量对感应弯管制作是非常重要的，特别是对于如X65～XS0的高钢级管线管和壁厚超过20 mm的管线管。然而现行规范的限制和要求也必须得到保证，如管线管的化学成分要满足低碳当量和良好的焊接性。感应弯管总是伴随着整体回火热处理，或者根据尺寸和要求伴随着整体调质热处理。
  • 摘要：2000年PUC-Rio与巴西的钢铁工业及其他研究院共同开展了API 5LX80管线钢的研究开发大计划，本研究作为该计划的一部分，目标在于促进所开发钢在巴西管线工程中的应用。生产API钢，如果不使用如其他国家采用的加速冷却，而是采用传统的控制轧制工艺，就需要对钢的化学成分进行调整，并对成分调整后的钢的压下规程和相变特征进行优化。rn 本研究的第一阶段是对Nb-Cr与NbCrMo两种合金系统进行评价，涉及到生产过程的两个阶段，即从钢板与最终成品钢管取样分析研究。研究了钢板以及直缝埋弧焊(SAW)和SMAW环焊钢管的力学性能及微观组织特征，并对环境诱导裂纹进行了实验室研究。第二阶段研究了感应热弯工艺对NbCrMoV钢管的组织与性能的影响。
  • 摘要：易采油已经被开发。现在的重点是开发偏僻油田、边缘油田和/或更具挑战性的深水油田。石油天然气项目的开发者面临很多挑战，其中一些是明确的，而其他则为更普遍的问题，如高的开发成本、政治问题和人力资源的短缺。本文阐述了这些挑战及为克服这些挑战所需的技术措施及材料。
  • 摘要：本文对海洋油气的开发与挑战进行了阐述。在过去的15年里，石油和天然气的需求量上升超过30％，这就要求开发位于苛刻环境或那些不易到达的区域的资源。稳定的商品价格也使“搁置的油气”的开发新领域浮现出来。海底油气资源的开发困难重重，从工程设计的难题如静水压力破坏、海底漩涡引发振动等，到与水合物形成以及和蜡沉积带来的流体运行问题。最近，动态立管使用需求也成了一个难题，因为注水造成油气田的酸化。特别是，腐蚀疲劳试验被用来重新验证钢制悬链式立管(SCR)系统的疲劳模型。随着向深海区的推进，海底设备、油田内部管线以及输送管线系统的安装方面的挑战也越来越多。日益增长的安装要求促使铺设船的升级，并引入了应变设计准则。
  • 摘要：正在当今探寻超深海处的碳氢燃料化合物的能力不断提高的时候，油气输送工业面临的挑战和需求也不断增加。相应的，对管材供应商和管道施工者提出了更严格的要求和更高的期望。为建造世界上最深的Independernce Trail海底输气干线(ITP)，管线的制造和海底铺设技术都需要有更多的进展，本文对此工程进行了介绍并对相关技术进行了探讨和分析。
  • 摘要：国际天然气工业将天然气从遥远的气田输送到天然气消费市场的需求推动了超高强度管线钢管的开发，以满足经济地建设未来长距离高压输气管线的要求。到目前为止，常规高压输气管线的最高钢级是API 5L的X80，或与其等效的ISO 3183的L555。各油气公司和主要钢管企业联合开发出新的更高强度的钢管，主要钢级是X90(L 625)、X100(L 690)和X120(L 830)。钢铁企业和制管企业已制定高钢级管线钢的冶金设计和制管工艺，以优化钢管的力学性能，包括极地管线断裂控制所要求的高韧性。油气公司组织实施了新的高强度管线钢管的制管和环缝焊接试验，以及大量的力学性能评价和断裂止裂性能的评定。目前，工业界准备将这些长期研究开发的成果转化为管线钢管制管和管线建设的国家标准和国际标准。本文对当前API和ISO为超高强度管线钢管的工业应用标准所进行的工作进行了介绍。
  • 摘要：本文对东西伯利亚-太平洋管线项目大口径钢管的技术要求进行了介绍。俄罗斯VNIIST工程公司为OAOAK石油运输公司制定了东西伯利亚-太平洋管线项目开发建设规范，规定了优质大口径钢管应用的技术要求，以保证输油管线工作的可靠性：(1)大口径钢管的一般技术要求(OTT-08.00-60.30.00-KTH-013-1-04)；(2)压力达14 MPa的高强度钢管的特殊技术要求(CTT-08.00-60.30.00-KTH-013-1-05)；(3)东西伯利亚-太平洋管线用钢管的特殊技术要求(CTT-08.00-60.30.00-KTH-035-1--05)。以上技术要求是在先前选择长输管线用管大量经验的基础上提出的，考虑了轧制和制管工艺技术最新水平，目标是保证输油管线在地理和气候恶劣条件下的工作能力。东西伯利亚-太平洋原油管线采用以下两类钢管：(1)Ⅰ级：用于管线在地震强度8级及以下地段的部分；(2)Ⅱ级：用于管线在地震强度8级以上地段的部分。
  • 摘要：本文回顾了近三十年来酸性服役管线钢管氢致开裂(HIC)试验要求的新进展。随着要求的逐步提高，全面满足标准试验条件要求变得越来越困难。过分严格的氢致开裂标准试验条件的结果可能导致在某些情况下不能始终满足总体性能(强度、韧性)要求。本文同时介绍了欧洲钢管(原Mannesmann)公司过去20年间生产酸性服役钢管的某些典型实例以及最近生产壁厚达35ram的X70钢级酸性服役钢管的详细情况。
  • 摘要：本文回顾了中国输气管线用控制轧制微合金钢的发展，并通过研制新钢种的实验室数据和显微组织照片，全面地介绍了中国在21世纪开始应用的现代化输气管线用针状铁素体钢，并对输气管线钢应用中所涉及的对延性断裂止裂韧性等问题进行了探讨。
  • 摘要：墨西哥湾几百英尺深的水下铺设了一条160 mile外径36in③X65管线，最大壁厚达到31 mm。本文阐述了该管线用钢的生产情况。该工程由Gulf Terra(目前为EnterpriseProducts)规划建设，称作Cameron Highway OffshoreProject。项目完工时它是墨西哥湾最长的海底输送管线。Azov Stal提供低碳铌微合金化钢，对连铸及轧制过程进行控制，获得了均匀组织与良好缺口韧性的钢板与钢管。
  • 摘要：对开发大变形性管线管进行了广泛的研究。铺设于地震区的管线管，需要具有较高的抗弯曲性能，以抵御因地震引起地面运动而导致的大应变。rn 本文基于显微组织特征，对应力应变行为影响的理论和分析研究，提出了两种不同类型的显微组织控制技术。通过优化显微组织特征，生产了铁素体-贝氏体显微组织的X65至X100钢级的管线管。采用新概念的TMCP工艺还开发了具有在贝氏体中弥散分布细小MA显微组织的X80管线管。通过单轴压缩试验和弯曲试验评价了所开发的具有两种不同显微组织类型的管线钢的可变形性，与传统的管线管相比，所开发的管均表现出极好的抗弯曲性。对所开发的大变形性管热涂层后的拉伸性能也进行了研究。结果表明，热应变时效所导致的屈服强度的增加已被减至最低，由新概念的TMCP工艺制造的管仍保持圆拱形的应力-应变曲线。
  • 摘要：本文对100ksi级淬回火可焊接无缝钢管的开发进行了介绍。为了解决高强度淬回火无缝钢管复杂的设计问题，2003年6月，Tenaris启动了“100ksi级无缝钢管”联合工程项目(JIP)。JIP主要分两个阶段进行，第一阶段主要是开发和生产供海底顶部张紧立管(TTR)使用，屈服强度超过100ksi(690MPa)的无缝钢管，第二阶段是评估钢管的现场焊接性能。第一阶段已于近期完成。对实验室和工业批量生产的钢材都进行了研究，分析了化学成分、淬回火工艺对显微组织和析出物的影响，以及对强度和韧性的影响，确定了控制这种高级别淬回火钢强韧性匹配的主要组织形貌。(1)亚晶粒尺寸是确定不同材料屈服强度的关键显微结构参数。(2)韧性与板条束尺寸平方根的倒数有关。(3)若原始奥氏体晶粒尺寸不变，则淬火后马氏体体积分数的增加，将使板条束尺寸细化，韧性增加。(4)当淬火状态组织主要由低碳马氏体(φ(M)>60％)组成时，就能获得细化的组织，这适于达到所需的强韧性匹配，即σs>690MPa(100 ksi)，FATT<-50℃(-45°F)。这些结论可探索用于100ksi级深水TTR淬回火无缝钢管生产线的安装。
  • 摘要：适用于深海作业的用于酸性环境的高强度厚壁无缝钢管已由住友金属研制开发。本文介绍了在一个新建的中等规模的无缝轧机，采用在线热处理技术生产这种管的发展情况。尽管碳含量比传统的Q&T钢低，但通过在线热处理增加了淬硬性，厚壁钢管(40 mm)达到更高的强度(X70)。通过控制钛和硫等微量合金元素的含量，可以获得良好的韧性。所生产的钢管通过了NACE TM0284标准A溶液的HIC(氢致裂纹)试验。在线热处理过程中控制显微组织，抑制最高硬度，利用均匀的淬火设施，这些措施对得到好的试验结果起到了作用。实际应用中也获得了满意的焊接性能数据。
  • 摘要：本文对均匀细晶粒HTP钢热轧过程中的再结晶控制进行了阐述。在微合金化钢的多道次轧制过程中，混晶削弱钢的韧性。为了获得细小而均匀的晶粒尺寸，必须抑制道次间隙内的部分再结晶发生。在这点上，高铌低间隙原子高温加工(HTP)钢的合金设计在热轧方面提供了独特的优点。在目前的工作中，这点已经由物理模拟和实验模拟所证实。晶粒尺寸控制模型分别应用于两种情况，包括短的(带钢轧制)和长的(炉卷轧机轧制)道次间隙时间。
  • 摘要：本文对美国首条X80高强度低合金钢管线进行了介绍。El Paso/Colorado Interstate Gas公司负责人和执行经理决定使用X80低合金高强度钢管铺设一条长达380mile、直径36in的高强度、高压力的天然气输送干线。这条管线成本预算为4.25亿美元，从立项到完工共花费了6年时间。该工程由两个承包商完成，投入了3支施工队，铺设启动期将近4个月。为了成功铺设这条管线，很多关键因素必须考虑，包括X80干线管的冶金成分设计、弯制偏差、可焊接问题、焊接工艺评定、韧性试验、NDT技术、焊工及焊接检验员培训项目以及水压试验。这项工程用了181000多吨干线管，由两家不同钢管厂商制造，一家在加拿大(IPSCO，完成全部订单的80％)，另一家在美国(Napa，完成全部订单的20％)。除了380mile、直径36in的主干道管外，在堪萨斯的Greenburg压缩站附近还建设了长4mile、直径30in的X80支线管道。这一管道从怀俄明州的夏延压缩站开始，沿着东南走向横跨科罗拉多州，穿越西堪萨斯，一直延伸到堪萨斯的Greenburg压缩站。该管线有32000个压缩的HP，每日可向市场输送天然气达17亿ft3。
  • 摘要：随着对北极地区的持续开发，传统管线技术将受到严重挑战。科技创新及其应用才是解决这个问题的经济有效的途径。TransCanada管道公司及其合作伙伴已经进行一系列技术计划，目的在于降低北部管线工程成本，同时保证工程的安全可靠。rn 本文阐述了在极限状态下应变设计管线工程的整个过程，从材料工程和结构工程的角度说明影响材料的应变要求和材料的应变能力的关键因素，以及TransCanada公司如何在应用高强度钢中利用这些技术。制定标准的组织或团体首要考虑的是保证管线工程结构完整性以及对延性断裂扩展的控制方案。该研究涉及到针对管线焊管和环焊接头(纵向)强度匹配的影响而采取的设计方法，以及机械自动焊接环焊技术最新成果。
  • 摘要：本文对Langeled管线工程进行了介绍。它是世界上最长的海底管线，将天然气从挪威西海岸中部的Nyhamna经Sleipner海上平台输送至英格兰的Easington。未加工的天然气从远离挪威中部约1000 m深的Ormen Lang海底气田经两条外径为30in的管线输送至位于Nyhamna的气体接收站，在此将天然气进行净化处理后，经Langeled管线直接将天然气输送至英国，该工程为第一条从挪威至英国的长输送管线。Langeled管线全长约1200km，钢管用量约需100万t。Langeled北部、南部管线的管径分别为φ1016mm(外径42in)和φ1066mm(外径44in)，钢管壁厚为23.3～34.1mm。该管线按照DNV-OS-F101标准进行设计，钢级为SAW L485 IFD(对应API XTO)。欧洲钢管为835km的管线供应了630000t钢管。约800km的钢管由Mǜlheim钢管厂生产，另外35km的钢管由Dunkerque钢管厂提供。2004年4月开始生产，2005年12月完成。每月必须有30000多吨钢管发运到挪威，然后进行防腐和厚涂层。
  • 摘要：本文对高压输气管线用小口径X70和X80钢管进行了阐述。澳大利亚天然气输送系统的特点是市场小、气源远。为了将天然气输送到消费市场时，与其他燃料相比在成本上更具有国际竞争力，开发了独特的ERW管线设计方法，包括以下方面：(1)设计压力高达15MPa，高于世界上大多数地方使用的10MPa及10MPa以下的设计压力；(2)采用富气输送，对断裂韧性有特殊要求；(3)小口径，典型直径为18in①(DN450)；(4)高强度，典型的钢级为X70并向X80发展：(5)相对较小的壁厚；(6)设计系数预期从0.72％提高到80％。这些设计参数的提出推动了炼钢和热轧带钢的进展，以求达到ERW钢管生产对足够的强度、可焊性和韧性的要求。与此同时还开发了环焊缝焊接工艺，采用氢致冷开裂(HACC)控制，实现无预热高速焊接，开发了环焊缝焊接缺陷的容许量以及其他与管线建设和运行相关领域的技术。
  • 摘要：由于埋弧焊具有良好焊透性，应用这种焊接工艺可以用较少的焊接材料完成厚截面钢板的焊接。但是，由于此种焊接工艺的高稀释性，在焊接低碳和微合金的管材时就必须使用更高合金含量的焊丝以保证焊缝金属获得较高的强度。本文对新型高合金成分的焊丝进行的研究表明，在焊管车间和铺设管线工地使用的焊丝必须与焊接方法同步发展。rn 本文介绍了用冷焊丝气体保护电弧机械自动焊进行焊接的一些实验。使用气体保护电弧机械自动焊来焊接管道的环焊缝，可以利用下向焊接工艺进行焊接非常窄小的复合斜开坡口，这样焊接热量可以迅速导出，从而使低碳焊缝也能满足高强度钢的需要。在焊接管道接头时则不同，如果还使用下向焊接就会出现焊接坡口对接不精确问题，所以经常需要使用上向焊。要使管材既有良好的可焊性，又有较好强韧性及抗氢致开裂能力，是一件很困难的事情，但是这几年来这方面已经取得了很大的进展。最新的发展，如使用激光或混合激光焊接管线，比我们想象的还要接近商品化，为此焊接材料生产商近些年来就忙于生产这些材料。
  • 摘要：现在的标准做法是对疲劳和断裂临界管线实施工程临界分析(ECA)，来检验管线设计并保证管线的完整性。在过去的20年，已经发展了很多管线用ECA方法，这些方法涉及到管线断裂控制(动态断裂)以及管线环焊的疲劳和断裂。rn 本文阐述了管线ECA方法的当前情况，包括当前的研发计划以细化和扩展ECA方法。同时讨论了最近几个管线工程产生的ECA结果，强调使用不同方法和规范得到的ECA预测的差异。
  • 摘要：本文对高压输气用X100TMCP管线钢管的止裂评价进行了分析。近几年来，天然气公司对将更高级别的管线钢管应用于建设长距离输气管线表现出越来越浓厚的兴趣。因此，在天然气公司和管线制造商联合资助下，研究人员对X100级管线钢管用于高压输气管线的适用性进行了评估，重点是评估X100级管线钢管的断裂行为。为了与现行的关于控制延性裂纹扩展的最小韧性要求的定义相一致，很有必要评估材料的延性止裂能力。韧性评估是为了确定V形缺口冲击试验平台能、落锤撕裂试验的平台能和新的韧性参数，例如落锤撕裂试验特定的全扩展能值和裂纹张开角的测量。为了取得上述总的结果，广泛应用全尺寸爆破试验。根据止裂/扩展条件，综合文献中X80和X100级钢管的可利用的试验结果讨论，全尺寸试验结果表明X100级大直径管线是在延性裂纹扩展的止裂/扩展条件的上限工作的；而且，采用Bat-telle两步分析法是很值得怀疑的，并且采用这种方法，在很高的环向应力(不小于500 MPa)操作条件下，由API X80级实验钢的试验结果直接外推到X100级管线钢的结果的合理性也是很值得怀疑的。因此对X100级长距离大口径陆地输气用管线钢来说，强制阻止/控制延性裂纹扩展的设计方法才是可靠的。
  • 摘要：通常采用标准拉伸试验测得管线钢的性能指标，包括屈服强度、断裂强度和断裂时的应变。在应力设计中，材料屈服强度和屈强比可以用来评估当有缺陷存在时管道发生塑性破坏的行为。而对于应变设计则需要更多的数据。特别是，管线钢的应变加工硬化能力、其屈强比、应力-应变曲线形状、均匀伸长率以及管道纵向环焊接头强度的匹配水平等因素共同决定了管道的塑性变形能力。总之，应变设计是根据管线钢材料的真实性能数据而不是几个特定的性能参数来设计管(道)线的抗塑性变形的行为。rn 本研究确定了承受纵向塑性拉伸应变的管(道)线的环焊缝中所允许的临界缺陷尺寸。具体内容包括：(1)测量当存在缺陷时材料性能的变化；(2)韧性；(3)环焊接头强度与管线母管的强度匹配情况。提供了一个经验模型来预测管道不发生破坏的极限塑性应变量。这个经验模型是根据管线钢管的宽弯板(CWP)试验数据得来的，它反映了材料韧性超过了一定的门槛值后，拉伸性能对应变极限的影响要远大于韧性的影响。焊接X70和X80级管线钢的数据表明：与中等韧性但满足了韧性要求的焊缝相比，高韧性的环焊缝并不能提高管(道)线的整体塑性应变能力。
  • 摘要：本文回顾了铜时效钢50年以来的历史。其早期开发集中于管线及管件，而近来更多研究大型超高强度锻件，介绍了最初钢的冶金原理，并与相近的延伸至锻件的观念进行了比较。修正包括更高的镍含量和铌-钼时效硬化以补充铜的影响，阐述了不同锻件的力学性能、焊接数据以及在酸性服役条件下的试验结果。
  • 摘要：本文对纽柯钢铁公司伯克利分厂利用CSP生产高品质铌钢的工艺进行了介绍。自从NUCOR(纽柯)钢铁公司用CSP工艺生产了第一卷热轧带卷的16年中，NUCOR公司的板带分厂和其他短流程钢厂的该生产线日趋成熟。今天，NUCOR钢铁公司伯克利分厂采用电炉冶炼，生产出热轧带卷或冷轧规格的在连续退火(CA)或连续热镀锌生产线(CG)加工的先进高强钢，如高强度低合金钢和双相钢。同样，由于真空脱气法的使用，IF钢和铝镇定DQ钢也能在连续退火和连续热镀锌生产线上生产。铌在HSLA钢中已获得广泛应用，而且将在DP钢和IF钢中显示出其优越性能。最近NUCOR钢铁公司伯克利分厂的一项重大开发是轧制出满足X50～X70的API管线钢的厚规格含铌HSLA钢，具有均匀的铁素体组织，显著提高强度和韧性，而且没有出现异常的非破坏性测试结果。连续退火线和连续热镀锌线生产的薄板具有好的延展性和可成形性，且具有相当好的表面质量。显然，用电弧炉结合薄板坯连铸系统可以生产出高性能钢板。
  • 摘要：将石油天然气从偏远崎岖地区运输至市场，需使用在各种温度条件下均具有优异韧性的高压输送管线。本文探讨了高强度石油天然气管线钢的合金的组织设计方法以及生产中相关的合金化设计和轧制工艺原则。
  • 摘要：集束的系索管(tendon pipe)将张力腿平台(TLP)它的干舷与海底连接。迄今为止，传统上水深5000ft被认为足对TLP的极限值。新的TLP概念正在接近10000ft的极限。新的更大的油气田，尤其是在墨西哥湾，预期海水深为7000ft以上。在这种水深，要求钢管的壁厚大于40mm，同时钢管必须满足极端严格的尺寸公差和韧性要求。本文对埋弧焊UOE工艺生产的这类钢管进行了分析，提供了施工和试制的经验及发生故障的数据。
  • 摘要：本文对炉卷轧机生产高强度管线钢及螺旋焊管工艺进行了介绍。自1994年以来，IPSCO公司已经生产了超过18万t X80管线钢管。其生产工艺路线是：电弧炉炼钢-炉卷轧机控轧-螺旋成形-双面埋弧焊。要想生产出满足高强度、低温韧性和焊接性能要求的管线钢管，每一生产工艺都面临挑战，如以废钢为原料的电弧炉炼钢需要控制残余元素，对炉卷轧机控轧，就需要相当长的轧制时间以获得细晶组织，对螺旋焊管成形过程控制保证尺寸公差和焊缝质量。虽然如此，每一工艺过程都有其特有的功效与作用，控制得当，就可以经济地生产出高质量管线钢管。本文将阐述如何有效地去控制生产中的每一个环节来生产高质量管线用钢管。
  • 摘要：近十年来中国天然气需求量大幅度增长，输送能力有了长足发展，长距离输送的成本问题也变得越来越重要。面对这些挑战，中国研究开发了X80高强度管线。武钢、宝钢、鞍钢开发出X80管线板卷和钢板，宝鸡与华北石油钢管厂完成制管。rn 本文介绍了X80钢级的热轧板卷、钢板以及直径为1016mm SSAW、LSAW焊接钢管的研制、生产情况与综合性能。中石油管材研究所的评价结果显示，研制开发的X80管线钢具有高强度、高韧性、良好的焊接性、一定的抗HIC、SSC性能，能完全满足API 5L及中石油X80应用工程的标准要求。2005年中国首条X80钢级8km管道应用工程建成，此举表明中国X80管线钢和管线钢管生产应用技术已走向成熟。
  • 摘要：本文阐述了目前浦项钢铁公司的管线钢和海洋结构用钢生产技术的发展。由于更多的要开发的能源位于严酷的环境，目前对能够服役于诸如极寒冷地区、深海和腐蚀环境等恶劣条件下的管线钢的需求强劲。为满足目前市场需求，浦项钢铁公司开发了用于能源输送具有低温韧性的API X80、X100钢级、酸性条件下用X70钢级的热轧带钢和钢板。进行了各种工厂试验，以优化高强度高韧性管线钢的生产工艺诸如加热、轧制、冷却条件等。还采用TMCP技术开发了海洋结构用符合API 2W规范的Gr.50和Gr.60级别的钢板。优化了钢的化学成分和生产工艺参数以获得高的强度和优良的可焊接性。浦项钢铁公司现已建立了能够为制管厂、能源公司和建设公司提供总体解决方案的API应用中心。API应用中心由3个实验室组成，这3个实验室分别专攻钢管成形、钢管腐蚀评价和焊接研究。特别在成形实验室安装了世界上第一台带有多个测量设备的全尺寸钢管UOE模拟装置。UOE模拟装置能够在同一设备上进行U成形、O成形和扩径。本篇回顾描述了最近浦项钢铁公司在管线钢和海洋用钢开发的新动向，并介绍了浦项钢铁公司的API应用中心。
  • 摘要：通过高强度管线管进行高压输送可降低长距离输送天然气的费用。本研究开发了X120的UOE钢管，具有细晶粒、显微组织以下贝氏体(LB)为主的低C高Mn-Mo-Nb-Ti-B钢实现了高的强度、极佳的低温韧性及良好的焊接性。含硼低碳钢也适合于得到优良的焊缝热影响区韧性。除开发钢板之外，还成功地开发了曾是艰难挑战的UOE成形技术和焊接技术。开发的钢管总体上满足目标要求。通过含有爆破试验、断裂韧性评价、环焊技术等广泛内容的开发程序验证了X120用作管线管的适用性，成功地建设了一条1.6km的示范段。
  • 摘要：本文对海底服役钢管钢的可焊性鉴定进行了阐述。在焊接工艺被证明合格之前就应该确定海底用管线钢的可焊性。深水设备如钢制悬链式立管(SCR)的焊接部位受到洋流的作用，产生强的周期应力。对这类服役钢，有必要选择焊后具有高的CTOD断裂韧度值，以保证好的缺陷容限。通过断裂力学分析，CTOD值被用于确定检查上述焊接的缺陷验收标准。基体金属和焊缝金属很容易得到高的CTOD值，但由于焊接接头设计改变了热影响区(HAZ)的位置，HAZ的CTOD值通常综合反映了基体、焊接材料和HAZ。由此测试获得的数值不可信，并且，如果焊缝金属或者基体金属具有高的CTOD，则测试结果可能过于乐观。
  • 摘要：本文对主干管线钢焊接模拟进行了分析。对于新型管线钢，特别是针对超高强度(X80及以上)钢的碳含量非常低时，基于传统的碳当量分析对钢的可焊性进行评价，就有一定的局限性。I.P.Bardin研究所开发出新型评价方法，分析膨胀仪中的试样的CCT曲线、硬度、微观组织以及CTOD等。采用该新型方法对许多钢的研究表明，当碳含量从0.1％降低到0.03％时，在很广的冷却速度范围都能形成抗冷裂纹开裂的微观组织，这是由于在0.03％C的钢的粗晶热影响区形成了针状铁素体-贝氏体组织，而在传统的碳含量大于O.1％的钢中形成的是铁素体-珠光体组织。当碳含量低时SSC性能也得以改善，适合于新一代X80在管线工程中的应用。
  • 摘要：本文研究了导致大口径天然气输气管线的应力腐蚀开裂失效的主要因素。实验室开发出模拟腐蚀过程的工艺，用来确定减轻腐蚀的措施，并开发了针对目前的主干线的修补和复原的方法。

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