4 2-C-深海用管线钢的研究开发O K
宝钢开发出深海海底钢管填补国内空白
验， 分别在高度方向上留 ３ ５ ｍ， — ｍ 在宽度方 向上 留３ ～
参磊 工热 工 加
焊 ＷＷＷ．ｍｅｔ １ ｋｉ ２５０． ｍ 接 切 ０ 年 ｎｇ１９ ｃｏ 与 割２ｗｏｒ第１ ０ 期 ａ｜
夹渣 ，以达到既清除熔渣又可消除部分应 力的 目的，为 下一焊道的施焊创造有利条件。 （ ）预热 ３ 预热是 焊接机座的重要措施 ，对减少焊
宝 钢 开 发 出深 海 海 底 钢 管填 补 国 内空 白
日前 ，宝钢 股 份直 缝焊 管 生产 线成 功试 制 出 直径 ７ ２ ０ ２ ｍ 及 ７２ ｍ ×３ ． ｍ 规 格 直 缝 焊 管， ６ ｍｍｘ３ ． ｍ ６ｍ １８ ｍ 成 为 国内首 家具 备 生产此 规格 深 海海底 管 线的 钢铁 企 业，为我 国的深海开发 项 目作 出了强有 力的支撑 。 相 比陆地 用管 ，海洋用管处于低 温、高压 、强腐蚀
数量以减少每条焊道的热输入。为控制热输入 ，运 枪时
测量各种尺寸及平 面度均符合要求。 （）使用 ５焊丝焊接 Ｑ ４Ｅ钢可以满足其要求 。 １ ３５
（ ）焊接 Ｑ ４ Ｅ大厚板 钢结 构件 中 ，增加 刚性支 ２ ３５
不做摆动 ，以免引起晶粒粗化和避免 焊缝 保护不 良而侵
入空气 。
焊。这样 焊接 时 不但 控 制 了层 间温 度 ，提 高 了工 效 ， 而且 可保 证在第一 层 焊缝 尚未 出现根 部裂 纹 时完 成第 二层 的焊接 ，第二 层焊接 时 的热 量促 使第 一 层焊 道 中
的氢迅速逸 出 ，并 使焊缝 附 近 的热影 响 区淬 硬组 织软
化。
寸精度等指标都有 着严格的要求 。这 两种规格的直缝焊 管专 用于深海天然 气开发项 目，由于其制造 难度较 大 ， 对设备能力及原料质量均有极大的考验。 国内此前只能 依靠进 口，从未有过成功试制的经验。 宝钢从炼钢成分、厚板生产工艺及 Ｕ Ｅ焊 管成形、 Ｏ
深海用直缝输气管线管的开发和应用
ＭＫ６ ５ ＨＧＸ－ ｍ Ｓ ＡＷ ｗｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇｗｉ ｒ ｅ ａ ｓ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ｂ ｙｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ｈ ｉ ｍｓ ｅ ｌ ｆ ａ ｎ ｄｔ ｈ ｅ Ｓ Ｊ １ ０ ２ Ｇ ｈ ｉ — ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙｗｅ ｌ ｄ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ，５ ２ ，０ ０ ０
ｄ ｅ ｅ ｐ ｏ ｃ ｅ ａ ｎ ｇ ａ ｓ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ．Ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｉ ｄ
武钢深海用管线钢化学成分及其力学性能
随着世界经济的高速发展和能源资源的逐步枯竭，管道建设向极地冻土地带、海洋等环境恶劣的地区发展。
因此，海底管线钢的开发具有日趋重要的意义。
近年来，世界范围内已有多条海底管道完成建设。
海底管线的使用环境恶劣，因此其力学性能的要求也较陆地管线更为苛刻，包括低的屈强比、良好的低温冲击韧性和止裂性能。
南海项目是国内首个天然气项目，其深海段管线将在1500m的水深处进行铺设，需要承受15MPa的外压。
本文介绍了武钢根据南海项目的技术条件要求对深海用管线钢的开发。
1、深海用管线钢的研制目标本次试制以为南海项目供货为目标，因此，南海项目深海用管线钢的技术条件即为研制目标。
其主要的力学性能要求如表1所示。
表1：深海用管线钢的主要力学性能要求由表1可以看出，深海用管线钢的力学性能指标非常严格，要求高强度、良好的低温夏比冲击韧性和止裂韧性，同时要求很低的屈强比。
2、深海用管线钢合金化设计为满足深海用管线钢的力学性能要求，采用低C-高Mn-Nb-Ti的合金化设计。
为保证深海用管线钢具有优异的焊接性能和良好的低温韧性，碳含量严格控制在0.07%以下，加人较高的锰含量，以达到所要求的强度，降低合金化成本。
通过加入适量的Mo、Ni、Cu和Cr，使试制钢板轧后在一个较宽的冷速范围内获得细小、均匀的贝氏体/针状铁素体组织。
加入较高的Nb含量，以充分发挥其细晶强化和析出强化的作用。
此外，炼钢过程中，采用钙处理和洁净钢冶炼技术，严格控制钢中的S、P、N、O等夹杂物。
具体的化学成分如表2所示。
表2：武钢深海用管线钢的化学成分（wt，%）3、控轧控冷工艺深海用管线钢的试制在鄂钢4300mm宽厚板产线上完成。
采用控制轧制、轧后加速冷却的控轧控冷工艺生产。
为获得细小、均匀的显微组织，采用较大的单道次变形量、较高的累积压下率和冷却速率。
4、显微组织试制钢板典型的金相组织如图1所示。
图1：试制钢板的典型金相组织a）1/4厚度处；b）心部由图1可以看出，试制钢板的晶粒细小，平均晶粒尺寸≤5μm，主要为针状铁素体组织，针状铁素体的基体上分布有一定量的M/A岛。
武钢率先研发深海用管线钢达国际先进水平
［ ４］Ｂ ｒｅｓ ｍ Ｅ ｇｔ ｍＡ， Ｏｌｎ ｅａ．Ｄ Ｃ Ｒ ａｔ ｌ ｏｇｎｔ Ａ， ｎ ｓ０ Ｈ ｇ ｄＬ， ｔ １ ＩＴ Ａ， ｏ ａ ｒ ｕ ｏ
ｆ ｍ ｌ ｉ ｆ ｉｕｉｎｌｒｎｆｒａｉ ｌ ｙ［ ］ ｈｓ ｏ ｓ ｕａ ｏ ｏ ｆ ｓ ａ ｔ ｓ ｍ ｔｎｉ ａ ｏｓ Ｊ ．Ｊ ａｅ ｒｉ ｔｎ ｄｆ ｏ ａ ｏ ｏ ｎ ｌ Ｐ
达 到 国际先进 水平 。
此 次鉴定 所开 发 的深 海用管 线钢 用于 我 国南 海 深水 天然气 项 目 ， 该项 目一 期 工 程 投 资 ２ ０亿 ０ 元 ， 划于 ２１ 计 ０ ２年 １ ２月 建 成并 投 入 运 营 。南 海 项 目是我 国第 一 个 大 型深 海 天然 气 工 程 ， 其深 海 段管 线 将 在 １５ ０Ｉ ０ ｎ的水 深处 进 行 铺 设 ， 我 国 创 海底 管线 的铺 设 纪 录 。为满 足 南 海项 目需 求 ， 武 钢研究 院 与武 钢股 份 公 司 、 钢公 司技 术人 员 一 鄂
Ｅ ｕ ｉｒ ， ０ ０， １（ ） ２ ９—２ ０ ｑｉｂ ａ ２ ０ ２ ３ ： ６ ｌｉ ８．
［ ５］￣ ｒｎ ．Ｃ ｍ ｕ ｒ ｉｕａｉ ｉｕｉｎｌｅｃｏｓｉ ｃｍｐｅ ．ｅ ｏ ｐ ｔ ｍ ｌ ｏ ｏ ｄｆ ｓ ａ ａｔｎ ｏ ｌ ｇ Ｊ ｅｓ ｔ ｎｆ ｆ ｏ ｒ ｉ ｎ ｘ ｓ ｅｓＪ ．ＩＩ Ｉｔ ｎｔ ｎｌ ９ ２ ２ （ ）：９ ２ ６ ｔ ｌ［ ］ ＳＪ ｎｅ ａｏａ，１９ ，３ ２ ２ １— ９ ． ｅ ｒ ｉ
表计算 结果 ， 三角符 号代 表实验 结果 。可 以看 出 ，
［ ］ ＭＳ ， ０ ４ ３ （ ） １— ． Ｊ ．Ｊ Ｔ ２ ０ ， ９ ２ ： ４
计 算与实 验 的结 果 吻合 得 较好 ， 而 可 以说 明所 从
海底管线用钢的开发和应用
[3]
的直缝埋
弧焊钢管 ,管道起输压力 11. 3M Pa。
级管线钢试制 。板卷切板后进行 < 508mm × 14. 3
第 29 卷第 5 期 郑 磊等 : 海底管线用钢的开发和应用
・3 7 ・
mm 和 < 508mm × 15. 9mm 的直缝埋弧焊管试制 ,
从表 2 列出的部分试验结果可见 , 试制的两种厚 度板卷的屈服强度均大于 490M Pa, 抗拉强度大 于 580M Pa,考虑到制管及试样压平等过程的包 辛格效应引起焊管横向强度的下降 , 这样的强度 可保证制管后焊管管体横向强度满足 X65 级管 线钢管的强度要求 ; 同时板卷具有高延伸率和适 当的屈强比 ,屈强比未超过 0. 90。但也应看到板 卷的纵向强度和屈强比低于板卷的横向强度和屈 强比 ,表现出含 Nb 控轧钢特有的强度各向异性 。 从夏比冲击和 DW TT、 CTOD 等试验结果来看 , 板
5
/ Rm
0. 0. 0. 0.
85 87 85 90
377 360 359 369
( - 60 ℃) 100 100 100 100
CTOD (0 ℃) δ 0. 2 /mm 0. 0. 0. 0. 357 355 355 337
DWTT( - 30 ℃) SA / % 100 100 100 100
0 引 言
海底管线是将海洋平台开采的天然气向陆地 长距离输送的重要方式 。由于海洋环境较陆地更 为恶劣 ,对海底管线的施工和运营安全性的要求 远高于陆地管线 ,因此 ,海底管线焊管需满足高强 度、 高韧性 、 良好的焊接性要求 。 上海宝山钢铁股份有限公司 (简称宝钢 ) 通 过十多年管线钢的开发和生产 , 特别是开发的针 状铁素体 X70 级管线钢在西气东输工程的批量 应用
2024年海底管线用钢市场发展现状
2024年海底管线用钢市场发展现状1. 背景海底石油开采是当前全球能源行业的重要组成部分，而海底管线是海底石油开采工程的核心设施之一。
海底管线用钢是制造海底管线的重要材料，对于保障海底石油开采的安全和可持续发展具有至关重要的作用。
本文将对海底管线用钢市场的发展现状进行分析和梳理。
2. 海底管线用钢的种类和特点海底管线用钢主要包括碳钢、合金钢和不锈钢三类。
碳钢是主要的海底管线用钢，其具有良好的强度和可焊性，并且价格相对较低。
合金钢相对于碳钢具有更好的耐腐蚀性能和高温性能，主要用于特殊环境下的海底管线。
不锈钢具有优异的耐腐蚀性能，在海洋环境下具有出色的表现。
3. 海底管线用钢市场规模随着全球海洋油气资源开发的不断扩大，对海底管线的需求也在快速增长。
据市场研究数据显示，2019年全球海底管线用钢市场规模达到X亿元人民币，预计到2025年将达到Y亿元人民币。
海底管线用钢市场的快速增长主要得益于油气行业的快速发展和技术进步。
4. 海底管线用钢市场的发展趋势4.1 技术进步的推动随着科技的不断进步，海底管线用钢的制造技术也在不断发展。
新的生产工艺和材料的应用，使海底管线用钢的性能和质量得到了大幅提升。
对于海底管线用钢市场的发展，技术进步将起到重要的推动作用。
4.2 区域市场的差异化需求不同地区的海底油气资源分布有所不同，对海底管线用钢的需求也存在差异。
北美地区、欧洲地区和亚太地区是全球海底管线用钢市场的主要消费地区。
随着油气资源的逐渐开发，在一些新兴市场地区（如非洲、南美）的需求也在逐渐增长。
4.3 环境保护和可持续发展的要求海洋生态环境的保护是当前全球社会关注的焦点之一。
海底管线用钢在使用过程中需要考虑对海洋环境的影响，特别是耐腐蚀性能和可持续运营需求。
因此，海底管线用钢市场的发展将更加注重环境保护和可持续发展的要求。
5. 海底管线用钢市场面临的挑战5.1 国际竞争的激烈化全球海底管线用钢市场竞争激烈，主要来自于国际市场的竞争。
宝钢管线钢首次用于海底输气管线获得好评
宝钢管线钢首次用于海底输气管线获得好评
韦行
【期刊名称】《上海金属》
【年(卷),期】2006(28)2
【总页数】1页(P61-61)
【关键词】海底管线;管线钢;输气管线;宝钢;开发项目;天然气
【作者】韦行
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】P756.2;TE973
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1.X80管线钢用于国内输气管道工程 [J], 孙巧
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海洋工程用80kg级别焊材开发
海洋工程用80kg级别焊材开发
贾军
【期刊名称】《金属加工：热加工》
【年(卷),期】2014(000)004
【摘要】经过努力,我公司已顺利完成了海洋工程用80kg级别高强钢焊材的研制工作,其中埋弧焊材型号为BHM—4M焊丝和XUN123焊剂,气保焊丝型号为BHG—4M。
通过采用公司研发的焊接材料进行海洋工程用80kg级别钢板的焊接试验,摸索焊接材料性能的可靠性及焊接参数的使用。
【总页数】3页(P25-26,28)
【作者】贾军
【作者单位】昆山中冶宝钢焊接材料有限公司江苏215333
【正文语种】中文
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深海用管线钢的研究开发徐进桥，郭斌，郑琳武汉钢铁（集团）公司李银华，于乐武汉钢铁（集团）公司鄂钢公司摘 要：本文详细介绍了武钢深海用管线钢的开发。
所试制深海用管线钢板的厚度规格为28mm，采用低C－高Mn－Nb－Ti的合金化设计和TMCP工艺生产。
试制结果表明，武钢开发的深海用管线钢具有高强度、高韧性、优异的抗变形性能的良好匹配。
通过JCOE方式制成的直缝埋弧焊管其强度、低温韧性和屈强比等各项性能指标全面满足南海荔湾管道工程的要求。
关键词：管线钢，深海管线，控轧控冷，直缝埋弧焊管，武钢前言随着世界经济的高速发展和能源资源的逐步枯竭，管道建设向极地冻土地带、海洋等环境恶劣的地区发展。
因此，海底管线钢的开发具有日趋重要的意义。
近年来，世界范围内已有多条海底管道完成建设[1-6]。
海底管线的使用环境恶劣，因此其力学性能的要求也较陆地管线更为苛刻，包括低的屈强比、良好的低温冲击韧性和止裂性能[7-8]。
南海项目是国内首个天然气项目，其深海段管线将在1500m的水深处进行铺设，需要承受15MPa的外压。
本文介绍了武钢根据南海项目的技术条件要求对深海用管线钢的开发。
1 深海用管线钢的生产1.1 研制目标本次试制以为南海项目供货为目标，因此，南海项目深海用管线钢的技术条件即为研制目标。
其主要的力学性能要求如表1所示。
表1 深海用管线钢的主要力学性能要求拉伸性能（横、纵向）冲击性能-20℃DWTT SA/% HV10R t0.5/MPa R m/MPa A50/% R t0.5/R m -20℃KV2/JFA/%450-600 535-750 ≥24 ≤0.85 ≥120(90)≥90(80) ≥85(75) ≤240 由表1可以看出，深海用管线钢的力学性能指标非常严格，要求高强度、良好的低温夏比冲击韧性和止裂韧性，同时要求很低的屈强比。
1.2 合金化设计为满足深海用管线钢的力学性能要求，采用低C－高Mn－Nb－Ti的合金化设计。
为保证深海用管线钢具有优异的焊接性能和良好的低温韧性，碳含量严格控制在0.07％以下，加入较高的锰含量，以达到所要求的强度，降低合金化成本。
通过加入适量的Mo、Ni、Cu和Cr，使试制钢板轧后在一个较宽的冷速范围内获得细小、均匀185186的贝氏体/针状铁素体组织。
加入较高的Nb 含量，以充分发挥其细晶强化和析出强化的作用。
此外，炼钢过程中，采用钙处理和洁净钢冶炼技术，严格控制钢中的S 、P 、N 、O 等夹杂物。
具体的化学成分如表2所示。
表2 武钢深海用管线钢的化学成分（wt ，％）C Si Mn S P 其它 Ceq Pcm 0.03-0.060.251.2-1.60.00100.0070Nb,Ti,Mo,Ni,Cu,Cr0.3620.1611.3 控轧控冷工艺深海用管线钢的试制在鄂钢4300mm 宽厚板产线上完成。
采用控制轧制、轧后加速冷却的控轧控冷工艺生产。
为获得细小、均匀的显微组织，采用较大的单道次变形量、较高的累积压下率和冷却速率。
1.4 显微组织试制钢板典型的金相组织如图1所示。
a)b)图1 试制钢板的典型金相组织 a ）1/4厚度处；b ）心部由图1可以看出，试制钢板的晶粒细小，平均晶粒尺寸≤5μm ，主要为针状铁素体组织，针状铁素体的基体上分布有一定量的M/A 岛。
1.5 试制钢板的力学性能按照DNV OS F101标准对试制钢板的力学性能进行了检验，主要性能结果如表3所示。
表3 试制钢板的力学性能拉伸性能夏比冲击性能 -20℃ DWTT SA/%HV 10 R t0.5/MPa R m /MPa A 50/% R t0.5/R m -20℃ KV 2/J FA/%440-510610-66045-500.66-0.78210-32510090-98190-220横向系列温度冲击和落锤撕裂性能结果分别如图2和图3所示。
图2 系列温度夏比冲击试验 图3 系列温度落锤撕裂试验由表3可以看出，武钢所试制钢板的各项力学性能指标全面满足南海项目的技术条件要求，其夏比冲击试验18785％的韧脆转变温度低于-80℃，落锤撕裂试验80％的韧脆转变温度约-40℃。
所有检验结果表明，武钢试制的深海用管线钢具有高强度、低屈强比和优异低温韧性的良好匹配。
2 直缝埋弧焊管的性能武钢试制的28mm 厚深海用管线钢板经番禺珠江钢管有限公司采用JCOE 方法制成Φ559mm 的直缝埋弧焊管，其各项力学性能按照DNV OS F101标准进行了检验。
2.1拉伸性能采用板状和棒状两种方式进行检验，检验结果如表4所示。
表4表明，板状试样的拉伸强度比棒状试样平均高30MPa ，制管后深海用管线钢的屈服强度提高50－100MPa ，焊接接头的抗拉强度达690MPa ，所有试样均在基材或焊接热影响区断裂。
由表4中可以很明显看出，所试制钢管的拉伸性能全面满足项目要求。
表4 试制钢管的拉伸性能取样位置取样方向R t0.5/MPa R m /MPa R t0.5/R mA 50/%板状圆棒板状圆棒板状圆棒板状圆棒管体横向540 510 670 650 0.81 0.78 47 27.5纵向525 500 685 665 0.77 0.75 47 27焊接接头横向7052.2 低温韧性对钢管管体和焊接接头进行了系列温度夏比冲击试验，同时完成了管体的系列温度落锤撕裂试验，检验结果分别如表5、图4和图5所示。
由表5中可以看出，试制钢管具有优良的低温韧性，全面满足DNV OS F101的标准要求，同时具有较大的富余量。
图4表明，在250℃温度下时效处理1小时后，钢管的夏比冲击韧性保持很稳定的水平，没有明显下降，管体落锤撕裂试验85％的韧脆转变温度低于-30℃，在-60℃的低温条件下，仍没有发生明显的韧脆转变。
表5 焊接接头的夏比冲击试验缺口位置-20℃ KV 2（J ） FA （%） 取样位置1 2 3 A VG 1 2 3 A VGW 128 93 192 138 60 70 65 651/2厚度处FL 247 158 210 205 60 10060 73FL+2 210 231 203 215 100100100100 FL+5 230 233 221 228 100100100100W 120 120 344 195 60 60 75 66距外表面2mm 处FL 346 188 226 253 10050 10083FL+2 223 203 191 206 95 92 90 92 FL+5 222 221 96 180 100100100100标准要求≥38≥45 / /188图4 管体系列温度冲击曲线图5 管体系列温度落锤撕裂试验2.3试制钢管的硬度试制钢管的硬度检验方法如图6所示。
管体、热影响区和焊接接头各点的硬度检验结果如表6所示。
图6 试制钢管的硬度检验示意图表6 试制钢管的硬度试验结果取样位置硬度值（HV 10）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12焊接接头外部 212 211 195200223228227229209 214 220221心部 202 204 187193233232230229193 196 205202内部 219 220 205203232234234235204 205 214215DNV-OS-F101≤270表6的检验结果表明，焊接热影响区有轻微的软化，焊接接头的硬度与管体的硬度处于同一水平。
试制钢管的最大硬度值低于240HV10，完全满足DNV-OS-F101标准的要求。
试制钢管的冷弯、CTOD等试验的力学性能检验结果均全面满足南海项目的技术条件要求。
3 结论武钢根据南海项目需求成功开发了28mm厚深海用管线钢。
深海用管线钢的试制采用低C－高Mn－Nb－Ti 的合金化设计，同时适量添加Nb、Ti、Mo、Ni、Cu、Cr等合金化元素，采用TMCP工艺生产，获得了细小、均匀的针状铁素体组织和优良的强韧性匹配。
所试制钢板经番禺珠江钢管有限公司采用JCOE方法制成直缝埋弧焊管，所有力学性能指标全面满足DNV-OS-F101标准和南海项目技术条件的要求。
参考文献[1] S. Y asuhiro. Development of a high strength steel line pipe for strain-based design applications. 17th international offshore and polar engineering conference. 2007：3949-3954.[2] N. Suzuki, M. Toyoda. Seismic loading on buried pipelines and deformability of high strength linepipes. Proceedings of international conference on the application and evaluation of high-grade linepipes in hostile environments. 2002：601-628.[3] 郑磊，高珊，陆敏．海底管线用钢的开发和应用．2006，29(5)：36-39.[4] Y. Shinohara, T. Hara, E. Tsuru, et al. Development of a high strength steel line pipe for strain-based design applications. Proceedings of the 17th international offshore and polar engineering conference. 2007：2949-2954.[5] 郑磊，付俊岩．高钢级管线钢的开发．钢铁．2006，41（10）：1-10.[6] I.Takecuchi, J. Fujino, A. Y amamoto, et al. The prospect of high-grade steel pipe for gas pipelines. Proceedings of international conference on the application and evaluation of high-grade linepipes in hostile environments. 2002: 185-202[7] N. Shikanai, H. Kagawa, M. Kurihara. Influence of microstructure on yielding behavior of heavy gauge high strength steel plates. ISIJ international. 1992, 32(3)：335-342.[8] Y.M. Kim, S.K. Kim, Y.J. Lim, et al. Effect of microstructure on the yield ratio and low temperature toughness of linepipe steels. ISIJ international. 2002, 42(12): 1571-1577.189。