管线钢
什么是「管线钢」

什么是「管线钢」管线钢是一种专门用于制造输送油气、水等液体或气体的管道的钢材。
它具有良好的耐压、耐腐蚀和耐高温性能,广泛应用于石油、天然气、化工、水利等领域的管道工程。
管线钢根据不同的强度等级和用途可以分为几个不同的材质。
其中最常见的是API 5L管线钢,它是美国石油学会(American Petroleum Institute)制定的一套用于输送油气的管线钢标准。
API 5L管线钢根据强度等级分为两种类型,分别为API 5L X42和API 5L X52,它们具有不同的化学成分和机械性能。
管线钢主要由碳素钢和合金钢组成,其中碳素钢是最常见的材质之一、碳素钢含有较高的碳含量,能够提供良好的强度和韧性。
合金钢则在碳素钢的基础上添加了其他元素,如铬、钼、钢等,以提高其耐腐蚀性和抗高温性能。
管线钢的制造过程通常包括炼钢、连铸、轧制、管坯热处理、上浮层、精整、管坯成型和管线钢管的焊接等步骤。
炼钢是将铁矿石经过冶炼、还原等工艺处理得到的钢,连铸则是将炼钢得到的钢液连续注入到连铸机中,通过冷却和拉拔过程得到方便加工的钢坯。
制造的管坯经过热处理后,通过精整、成型等工艺得到最终的管道产品。
管线钢管的焊接是重要的制造环节,通常使用焊接工艺,如埋弧焊、气体保护焊等进行。
焊接后的管道会进行无损检测和其他质量检验才能投入使用。
管线钢的应用非常广泛。
在石油和天然气行业,它用于输送原油、天然气和液化天然气等能源资源。
在化工行业,管线钢用于输送各种化工液体和气体。
在水利工程中,管线钢则用于输送清水、污水和脏水等。
管线钢的使用可以提高输送效率,减少能源损耗,降低对环境的影响。
总结而言,管线钢是一种用于制造输送油气、水等液体或气体的管道的特殊钢材。
它具有良好的耐压、耐腐蚀和耐高温性能。
管线钢的制造过程经过炼钢、连铸、轧制、管坯热处理、上浮层、精整、管坯成型和管线钢管的焊接等步骤。
管线钢的应用广泛,主要用于石油、天然气、化工和水利等领域的管道工程。
管线钢文档

管线钢管线钢的定义管线钢是一种特殊的钢材,被广泛应用于石油、天然气和水等管道系统中。
它具有一系列重要的特性,如高强度、耐蚀性和耐高温等,在管道运输领域发挥着重要作用。
管线钢的分类根据其化学成分和主要性能,管线钢可分为多个类别。
常见的分类方法有以下几种:1.根据化学成分的分类:包括低合金管线钢、中合金管线钢和高合金管线钢等。
2.根据强度等级的分类:按照其抗拉强度来划分,一般有X42、X46、X52、X56等等级。
3.根据应用的分类:分为石油管线钢、天然气管线钢和自来水管线钢等。
管线钢的特性高强度管线钢具有优异的强度特性,能够承受高压和重大荷载。
其抗拉强度较高,可以保证管道在各种恶劣环境下的稳定运行。
耐蚀性管线钢在潮湿、酸碱性环境中,仍能保持较好的耐蚀性能。
这使得它在管道系统中具有长寿命的优势,能够有效防止钢材的腐蚀和磨损。
耐高温管线钢能够在高温环境下维持良好的性能,不易发生变形和断裂。
这使得它在高温管道输送中得到广泛应用。
易焊性管线钢的易焊性使得其在施工和维修过程中更加方便,同时减少了工时和成本。
良好的韧性由于其优异的韧性,管线钢在极端条件下仍能保持较好的韧性和延展性,确保了管道系统的安全运行。
管线钢的生产工艺管线钢的生产工艺主要包括以下几个步骤:原料选用生产管线钢的原料通常为低合金钢带或矩形钢坯等。
原料的选用直接影响着管线钢的质量。
钢坯加工原料经过热轧、热处理等工艺加工,使其形成符合规格要求的钢坯。
管材制备将钢坯经过穿孔、螺旋焊接等工艺制备成管材。
其中,螺旋焊接是一种常用的管材制备方法,能够确保焊缝的质量和管材的一体性。
管材热处理管材经过淬火和回火等热处理工艺,提高其强度和韧性。
热处理过程可以在管材制备前或制备后进行。
检测和质量控制对管线钢进行化学成分、机械性能、无损检测等多个方面的检测,确保产品的质量和符合相应标准。
管线钢的应用领域管线钢主要应用于以下几个领域:1.石油和天然气管道系统:管线钢是构建石油和天然气输送管道的主要材料,其高强度和耐蚀性能能够保证管道的安全运行。
管线钢生产流程

管线钢生产流程
管线钢生产流程:
①原料准备:选用高品位铁矿石、废钢等作为主要原料,确保化学成分和物理性质符合管线钢的标准要求。
②铁水冶炼:在高炉中进行还原反应,将铁矿石转化为铁水,去除大部分杂质,得到初步的生铁。
③转炉炼钢:将生铁与废钢、石灰石等辅料送入转炉,在氧气的作用下进一步氧化去碳,调整化学成分,制成钢水。
④真空脱气:通过真空处理去除钢水中的气体和非金属夹杂物,提高钢材的纯净度和性能。
⑤连铸连轧:将钢水注入连铸机,冷却固化成坯料,随后直接送入热连轧机进行连续轧制,减少中间环节,提高效率。
⑥热处理:对轧制后的钢板进行退火、正火或淬火等热处理,以改善其力学性能,如强度、韧性、焊接性等。
⑦冷轧:对于部分要求更薄厚度和更高表面质量的产品,可进行冷轧,以达到精确的尺寸和表面光洁度。
⑧酸洗与平整:使用酸洗去除冷轧板表面的氧化皮,再进行平整处理,改善板形和平直度。
⑨涂镀防腐:为了提高管线钢的耐腐蚀性能,可在表面进行镀锌、涂漆或其他防腐处理。
⑩质量检测:进行化学成分分析、力学性能测试、无损检测等,确保产品质量符合国家和行业标准。
⑪裁剪与包装:根据客户需求,将板材裁剪成规定尺寸,进行捆扎或木箱包装,准备发运。
⑫物流配送:安排物流车辆,将管线钢安全、准时地运送至客户指定地点,完成交付。
管线钢产品介绍

4)按用途分类——石油天然气输送用钢管、钻探用 钢管、油井管、套管。
1 管线钢分类
焊接钢管 焊接钢管也称焊管,是用钢板或钢带经过卷曲成型后焊接制成 的钢管。
焊接钢管生产工艺简单,生产效率高,品种规格多,投资少。
20世纪30年代以来,随着优质带钢连轧生产的迅速发展以及 焊接和检验技术的进步,焊缝质量不断提高,焊接钢管的品种 规格日益增多,并在越来越多的领域代替了无缝钢管。
➢套管钢:API 5CT ➢牌号 H40、J55、N80、P110、Q125等
3、技术标准、主要牌号 与质量等级
牌号表示意义
API是美国石油学会(American Petroleum Institute)的英文缩写 牌号表示:美制单位屈服强度最小值前两位 。以X80为例: X80即管线钢管最小屈服强度80000psi(552MPa)。 PSI英文全称为Pounds per square inch。P是磅pound,S是平方 square,I是英寸inch。把所有的单位换成公制单位就可以算出: 1psi=6.895kPa=0.06895bar欧美等国家习惯使用psi作单位 1bar=0.1MPa M——热机械控制轧制(TMCP 控轧控冷) N——正火 Q——调质(淬火+高温回火)
2 管线钢用途
• 2010~2013年主要需求预测
项目
里程(公里) 钢级
里海-土耳其
3500 X70/X80
中亚(哈萨克斯坦-新 疆)
1500
X70
中缅
2500
X70
印度环印度洋管线 3600 X70/X80
国内
6000 X52-X65
其它
6000 X52-X65
管线钢材质对照表

管线钢材质对照表管线钢材质是指用于制造管线的钢材的材质标准和对照表。
管线钢材质的选择非常重要,它直接影响到管线的使用寿命和安全性能。
为了帮助大家更好地了解不同管线钢材质的特点和应用范围,下面是一份管线钢材质对照表。
1. 标号:X42,X46,X52,X56,X60,X65,X70,X80这些标号代表了不同强度等级的管线钢材质。
根据API规范,这些标号中的数字表示最低屈服强度,单位为千磅每平方英寸(ksi)。
例如,X42对应的最低屈服强度为42 ksi。
这些钢材质主要用于输送高压气体和液体的管道中。
随着输送压力和温度的升高,强度等级也会相应提高。
2. 标号:L245,L290,L360,L415,L450,L485这些标号代表了不同级别的管道钢材质。
这些材质中的L表示线管(Linepipe),数字表示最低屈服强度。
这些材质主要用于输送石油、天然气和水等液体的管线中。
L245是常见的中等屈服强度级别,适用于一般情况下的输送需求。
而L415和L485属于高强度材质,适用于高压和高温的工作环境。
3. 标号:J55,N80,L80,C90,T95,P110这些标号代表了不同的油井管材质。
J55是普通碳钢,N80是中等碳钢,L80是中碳质量耐硫化钢,C90是高强度耐硫化碳钢,T95是高耐硫化碳钢,P110是高强度碳钢。
这些材质主要用于石油和天然气开采中的油井和油田管道。
不同的材质具有不同的耐腐蚀性能、耐高温性能和强度等级。
4. 标号:H40,J55,K55,M65,L80,C95,N80,C90,T95,P110,Q125这些标号代表了不同的套管管材质。
套管主要用于油井和天然气井中,用于保护井壁,并使油气正常流出。
这些材质具有不同的强度等级、耐腐蚀性能和耐高温性能。
根据钻井和采油的实际需求,可以选择合适的套管管材质。
总结:管线钢材质对照表涵盖了不同应用领域的钢材,包括输送管道、油田管道和套管等。
选择合适的管线钢材质对于确保管道的安全运行和长期使用至关重要。
管线钢材的组织结构

管线钢材的组织结构管线钢材是一种重要的建筑材料,广泛应用于石油、天然气、水务等各种管道工程中。
它的组织结构对于保证管道的稳定性、耐久性和安全性起着关键作用。
下面我们将详细介绍管线钢材的组织结构。
首先,管线钢材的组织结构可以分为晶粒组织和套管组织两部分。
晶粒组织是指钢材内部的结晶颗粒排列方式,它直接影响着钢材的力学性能和物理性能。
较大的晶粒有助于提高钢材的韧性和强度,而细小的晶粒则有助于提高钢材的塑性和耐腐蚀性。
因此,在生产过程中,需要通过控制冶炼和热处理工艺,使得钢材的晶粒尽可能细小而均匀。
套管组织是指钢材内部的管壁结构,它主要包括细晶套管和粗晶套管两种。
细晶套管由于晶粒较小,材料的韧性和抗拉强度都较高,适用于承受较大冲击和压力的管道。
粗晶套管由于晶粒较大,材料的塑性较好,适用于对弯曲变形要求较高的管道。
根据不同的工程需求,选择合适的套管组织可以有效提高管线钢材的使用寿命和安全性。
其次,管线钢材的组织结构还与其碳含量和热处理工艺有关。
普通的碳钢管线材的碳含量较高,因此其晶粒较大,这种材料适用于一些普通的管道工程。
控制碳含量在较低水平的低碳钢管线材,由于其晶粒较小,可提高材料的韧性和抗腐蚀性能,适用于一些特殊环境下的管道工程。
钢材经过热处理工艺后,可以进一步改变其组织结构。
正火处理可以使晶粒更加均匀,并提高钢材的强度和韧性;淬火处理能够使晶粒变细,并提高钢材的硬度和强度,但会减低其韧性;回火处理可以减轻淬火带来的脆性,恢复钢材的韧性和塑性。
因此,在管道工程中,根据具体的要求和使用环境,选择合适的热处理工艺,能够使管线钢材的组织结构达到最佳状态。
最后,为了保证管线钢材的组织结构符合设计要求,需要进行严格的质量控制和检测。
常用的检测方法包括金相检查、显微组织分析、力学性能测试等。
通过这些检测手段,能够评估钢材的晶粒尺寸、套管组织以及力学性能的指标,从而确保管线钢材的质量和可靠性。
综上所述,管线钢材的组织结构是保证其稳定性、耐久性和安全性的重要因素。
管线钢

管线钢一、管线钢的概述1、概念管线钢主要用于石油、天然气的输送。
制造石油天然气集输和长输管或煤炭、建材浆体输送管等用的中厚板和带卷称为管线用钢(LPS)。
石油钢的强度一般要求达到600~700MPa;钢中O、S、P、N、C总含量不大于0.0092%;钢中脆性Al2O3夹杂和条状Mn夹杂为痕迹状态。
管线钢主要用于加工制造油气管线。
油气管网是连接资源区和市场区的最便捷、最安全的通道,它的快速建设不仅将缓解铁路运输的压力,而且有利于保障油气市场的安全供给,有利于提高能源安全保障程度和能力。
2、管线钢类型管线钢可分为高寒、高硫地区和海底铺设三类。
从油气输送管的发展趋势、管线服役条件、主要失效形式和失效原因综合评价看,不仅要求管线钢有良好的力学性能,还应具有耐负温性、耐腐蚀性、抗海水和HSSCC性能等。
这些工作环境恶劣的管线,线路长,又不易维护,对质量要求都很严格。
3、管线钢的消费和生产现状(1)消费状况为了把这些自然气输送到主要的消费区域,建设输送管线是必不可少的。
目前“西气东输”项目已经建成,今后还将建设的主要管线有陕京二期、中俄自然气管线(东线、西线)、以及中亚或俄罗斯至上海自然气管线,终极与“西气东输”管线形成“两横、两纵”的自然气干线。
目前,原油、自然气管网已经具有相当规模,成品油输送管道相对较少,目前仅占全部输送量的40%,将来计划修建3万km,管径在Ф500mm左右,壁厚在10mm以下,以X65为主。
未来10年,我国将建设5万km的油气管道,均匀每年需要展设近5000km,每年自然气管道需要钢材近400万t。
随着管道输送压力的不断进步,油气输送钢管也相应迅速向高钢级方向发展。
在国际发达国家,20世纪60年代一般采用X52钢级,70年代普遍采用X60~X65钢级,近年来以X70为主,而国内城市管网以X52、X65为主。
目前国内主干线输气管最大压力为10MPa,最大直径能够达到Ф1016~1219mm,以X65、X70应用为主,X80也有应用,但用量未几。
管线钢钢级标准

管线钢钢级标准一、化学成分管线钢的化学成分应符合相应的国家标准或行业标准。
其中,碳含量是一个重要的指标,它直接影响着钢的强度和韧性。
常见的管线钢碳含量范围在0.10%~0.25%之间。
同时,还需要控制其他合金元素的含量,以确保钢的各项性能指标符合要求。
二、力学性能管线钢的力学性能应满足一定的要求。
在拉伸试验中,管线钢应展现出较高的抗拉强度和屈服强度,以确保管道在承受内压和外载时具有足够的强度。
此外,管线钢还应具备良好的冲击韧性,以应对可能出现的低温冲击。
三、冲击韧性冲击韧性是评价管线钢韧性的重要指标。
在低温环境下,管线钢应能保持较高的冲击韧性,以避免因低温脆性导致的管道破裂。
因此,冲击韧性试验是评价管线钢性能的重要手段之一。
四、耐腐蚀性管线钢在使用过程中需要承受各种腐蚀介质的作用。
因此,管线钢应具备足够的耐腐蚀性能。
耐腐蚀性可以通过采用合金元素、表面涂层等方法来提高。
同时,针对不同的腐蚀环境,应选择合适的防腐措施以延长管道的使用寿命。
五、焊接性能管线钢在制造过程中需要进行焊接操作。
因此,管线钢应具备良好的焊接性能。
焊接性能包括焊接时的流动性、粘结性、塑性和抗裂性等。
这些性能指标直接影响着管道的焊接质量和可靠性。
六、耐低温性能管线钢在低温环境下使用时需要具备足够的低温韧性。
在低温条件下,管线钢应能保持较高的冲击韧性和强度,以避免因低温脆性导致的管道破裂。
因此,在选择管线钢时需要考虑其耐低温性能,并采取相应的措施提高其低温韧性。
七、耐高温性能管线钢在使用过程中需要承受高温作用。
因此,管线钢应具备足够的耐高温性能。
在高温条件下,管线钢应能保持足够的强度和蠕变强度,以避免因高温软化导致的管道变形或破裂。
针对不同的使用温度,应选择合适的合金元素和热处理工艺以提高管线钢的耐高温性能。
八、制造工艺管线钢的制造工艺应具备较高的生产效率和产品质量。
常见的制造工艺包括连铸、连轧、穿孔、拔管等步骤。
在制造过程中,应控制好工艺参数,确保产品质量稳定并满足相应的标准要求。
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管线钢的技术要求
• 现代管线钢属于低碳或超低碳的微合金化钢,是高技术含量和高 附加值的产品,管线钢生产几乎应用了冶金领域近20多年来的一 切工艺技术新成就。目前管线工程的发展趋势是大管径、高压富 气输送、高寒和腐蚀的服役环境、海底管线的厚壁化。因此现代 管线钢应当具有高强度、低包申格效应、高韧性和抗脆断、低焊 接碳素量和良好焊接性、以及抗HIC和抗H2S腐蚀。优化的生产 策略是提高钢的洁净度和组织均匀性,C≤0.09%、S≤0.005 %、P≤0.01%、O≤0.002%,并采取微合金化,真空脱气+ CaSi、连铸过程的轻压下,多阶段的热机械轧制以及多功能间歇 加速冷却等工艺。目前国内外管线规范中没有管线用钢材的韧性 指标,仅对管材有具体要求:
• 随着板材CSP生产工艺的发展,为其提供了低 本钱、质量可靠的原料,并为其今后进一步发 展创造了良好的条件。这部分产品已由流体输 送、结构领域向无缝管应用领域的油井管、管 线管发展。其典型生产工艺流程应为:板带原 料→原料预处理→冷弯成型→焊接→焊缝热处 理→焊缝(管体)探伤→精整→成品焊管。
• 2.螺旋埋弧焊管(SSAW) 螺旋埋弧焊管设备投资较少,因采用价格较 低的窄带(板)卷连续焊接生产大口径(Ф1016~ 3200mm)焊管,生产工艺简单、运行用度低, 具有低本钱运行上风。目前,我国油气输送螺 旋焊管已形成了以石油系统所属钢管厂为主的 基本格式。
• 8管线钢中其它元素的作用与 控制 化学成分中的碳和铌是控制钢 板的强度、韧性、可焊性和焊接热 影响区裂纹敏感性及对氢诱裂纹和 应力腐蚀裂纹敏感性的主要因素。
• 微合金元素Nb、V、Ti、Mo在管线钢 中的作用与这些元素的碳化物、氮化物 和碳氮化物的溶解和析出行为有关。管 线钢除了以上三种普遍使用的合金元素 外,还应根据钢的性能要求加入其它少 量合金元素,例如B、Mo、Ni、Cr、 Cu等。
一、管线钢 一、管线钢
•
管线钢是指用于输送石油、天然气等的 大口经焊接钢管用热轧卷板或宽厚板。 管线钢在使用过程中,除要求具有较高 的耐压强度外,还要求具有较高的低温 韧性和优良的焊接性能。
• 制造石油、天然气集输和长输管或煤炭、建材浆体输 送管等用的中厚板和带卷称为管线用钢 (steelforpipeline)。一般采用中厚板制成厚壁直缝 焊管,而板卷用于生产直缝电阻焊管或埋弧螺旋焊管。 国内拥有70万t/a口径在1800mm以内的螺旋焊管的 生产能力,近年已建立了口径在1600mm以内的直缝 厚壁焊管的生产线。国内能生产符合API5L标准的管 线工程设计要求的管线钢仅有10多年的历史,首推宝 钢,还有鞍钢、武钢、攀钢、酒钢、舞钢等,稳定生 产X60~X70级管线钢并在国际市场上占有一定的地位, 目前已投入生产的X80级管线钢质量也达到了国际先 进水平,X100级管线钢已经研制出来,尚未投入批量 生产。
• 由于我国高压油气输送管线每年需要大 中口径焊管100万t左右,主要采用螺旋 焊管,直缝埋弧焊管将作为螺旋焊管的 补充,主要应用于螺旋焊管机组不能生 产的大壁厚钢管(17.5mm以上)和弯 管用母管,其用量受到一定限制。
• (1)最低使用温度下(-5℃)DWTT≥85%SA; • (2)最低使用温度下(-5℃)夏比冲击吸收功 ≥145J。 • 当前管线钢的技术条件普遍采用美国石油协会标准 APISpec5L,但是国内具体工程或具体用户的订 货技术条件往往较API标准严格得多。
(一)、成分设计思想
• 1管线钢中碳的作用与控制,碳是 增加钢的强度的有效元素,但是它对钢 的韧性、塑性和焊接性有负面影响。降 低碳含量可以改善脆性转变温度和焊接 性极地管线和海洋管线对低温韧性、断 裂抗力以及延性和成形性的需要,要求 更低的含碳量。
• 钛与钢中的C、N等形成化合物,为了 降低钢中固溶氮含量,通常采用微钛处 理,使钢中的氮被钛固定。钢中加入微 量的钛,可以通过提高提高钢板强度和 韧性的目的,尤其是对提高焊接热影响 区的韧性具有独特的贡献。
• 钼也是管线钢中主要的合金元素之 一,随着钼含量的升高,抗拉强度 升高。钢中钼有利于针状组织的发 展,随着钢中钼的质量分数增加, 针状铁素体的含量增加,因而能在 极低的碳含量下得到很高的强度。
• 硫还影响管线钢的冲击韧性,硫含量升高 冲击韧性值急剧下降。管线钢中硫的控制 通常是在炉外精炼时采用喷粉、真空、加 热造渣、喂丝、吹气搅拌进行,实践中常 常是几种手段综合使用。此外,条状硫化 物是产生氢致裂纹的必要条件,对钢水进 行钙处理将其改变为球形,可降低其危害。
• 4管线钢中磷的作用与控制 由于磷在管 线钢中是一种易偏析元素,在偏析区其淬 硬性约为碳的二倍。由二倍磷含量与碳当 量2P+Ceq,对管线钢硬度的影响可知,随 着2P+Ceq的增加,含碳0.12~0.22%的管 线钢的硬度呈线性增加,而含0.02~0.03% 的管线钢,当2P+Ceq大于0.6%时,管线 钢硬度的增加趋势明显减缓。
• 7管线钢中铜的作用与控制 加入适量的铜, 可以显著改善管线钢抗HIC的能力。随着铜含 量的增加,可以更有效地防止氢原子渗入钢中, 平均裂纹长度明显减少。当铜含量超过0.2%时, 能在钢的表面形成致密保护层,HIC会显著降 低,钢板的平均腐蚀率明显下降,平均裂纹长 度几乎接近于零。
• 但是,对于耐CO₂腐蚀的管线钢,添加 Cu会增加腐蚀速度。当钢中不添加Cr 时,添加0.5%Cu会使腐蚀速度提高2 倍。而添加0.5%Cr以后,u小于0.2% 时,腐蚀速度基本不受影响,当Cu达 到0.5%时,腐蚀速度明显加快。
(二)生产工艺 • 焊接钢管按工艺区分主要有电阻焊 (ERW)、螺旋埋弧焊(SSAW)和直 缝埋弧焊(LSAW)三种工艺。这三 种工艺生产的焊管,因其原料、成 型工艺、口径大小以及质量的不尽 相同,在应用领域里各有定位。
•
1.直缝电阻焊管(ERW) 电阻焊管是我国最早生产、应用范围最广、生产机组最 多(2000余家)、产量最高(占焊管总产能的80%左右)的钢 管品种,产品规格为Ф20~610mm,在国民经济建设中发 挥了重要作用。ERW219-610mm机组自20世纪80年代 以来,约有30余套是从国外引进的较先进技术。经过多年 生产实践,装备技术水平又有较大进步,产品质量也在不 断改善。因其投资少,见效快,应用范围广而发展迅猛。
• 钢中加入钙、锆、稀土金属,可以改变硫化 物和氧化物的成分,使其塑性降低。采用这 种方法,可以使钢板的各向异性大大减轻, 使横向夏比冲击功增加一倍,达到或接近纵 向夏比冲击功数值。为了使钢板各向异性达 到最小,稀土与硫的比例控制在2.0左右最 为合适。
• 9管线钢中夹杂物的作用与控制 在大多数 情况下,HIC都起源于夹杂物,钢中的塑性夹 杂物和脆性夹杂物是产生HIC的主要根源。分 析表明HIC端口表面有延伸的MnS和Al2O3点 链状夹杂,而SSCC硫化物应力腐蚀开裂的形 成与HIC的形成密切相关。因此,为了提高抗 HIC和抗SSCC能力,必须尽量减少钢中的夹 杂物、精确控制夹杂物形态。
• 钙处理可以很好地控制钢中夹杂物的形态,从 而改善管线钢的抗HIC和SSCC能力。当钢中 含硫0.002~0.005%时,随着Ca/S的增加,钢 的HIC敏感性下降。但是,当Ca/S达到一定值 时,形成CaS夹杂物,HIC会显著增加。因此, 对于低硫钢来说,Ca/S应控制在一个极其狭 窄的范围内,否则,钢的抗HIC能力明显减弱。
•
采用炉外精炼可获得较低的氧含量,国外许多厂家经炉外 精炼处理后成品钢中T[O]最低可达5ppm10-6 %的水平。 另外,由于耐火材料供氧,钢水在运输和浇注过程中应尽 量减少二次氧化。通过改进以及选择良好的中间包覆盖渣 和连铸保护渣,取得较好的效果。目前工业上已能生产杂 质含量小于0.01的高纯钢,预计到21世纪中叶有可能生产 出杂质含量只有百万分之几的高纯钢。
• 铌是管线钢中不可缺少的微合金元 素,能改善低温韧性。API标准中 规定的管线钢铌含量下限为0.005% 然而实际在钢中的控制水平都在 0.03~0.05%之间,为标准中的下 限值的6~10倍。
• 钒有较高的沉淀强化和较弱的细化晶粒 作用,一般在管线钢设计中不单独使用 钒。管线钢中加入微量的钒,可以通过 增加沉淀硬化效果来提高钢板的强度。 国外实物钢板中的含钒量多数控制在 0.05~0.10%之间,为API标准中的下 限值的2.5~5.0倍。
• 采用低残余应力成型和管端机械扩径等先进 技术,经过严格质量控制的螺旋焊管在质量 上可与直缝焊管相媲美,我国西气东输等油 气长输管道工程中获得了广泛应用,是我国 油气长输管道工程采用的主要管型。其目前 的产能已经能够满足我国油气长输管道工程 建设的需要,并已大量出口。
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3.直缝埋弧焊管(LSAW) 直缝埋弧焊在我国是较晚发展起来的先进制管技术,过往 主要采用UOE技术制造。近年来渐进式JCOE在我国和全 世界逐渐成为另一种新的主流技术。直缝埋弧焊管质量可 靠,广泛应用于油气高压输送主干线上。该焊管机组由于 投资相对较大,使用的原材料为本钱较高的单张宽厚板, 工艺较复杂,生产效率低,产品本钱较高。
• 对于微合金化钢,低的碳含量可以提高 抗HIC的能力和热塑性。按照API标准 规定管线钢中的碳通常为0.025一0.12, 并趋向于向低碳方向或超低碳方向发展。 在综合考虑管线钢抗HIC性能、野外可 焊性和晶界脆化时,最佳C应控制在 0.01一0.05之间。
• 2管线钢中锰的作用与控制为保证管线 钢中低的含碳量,通常是以锰代碳,Mn的 加入引起固溶强化,用锰来提高其强度。锰 在提高强度的同时,还可以提高钢的韧性。 但如果锰含量过高对管线钢的焊接性能造成 不利影响,有可能导致在管线钢铸坯内发生 锰的偏析,且随着碳含量的加,这种缺陷会 更显著。因此,根据板厚和强度,管线钢中 锰的加入量一般是1.1-2.0。
• 利用转炉CO气泡沸腾脱氢和炉外精炼脱气过程可很好 地控制钢中的氢含量。采用RH、DH或吹氩搅拌等均 可控制[H]≤1.5ppm。 另外,要防止炼钢的其它阶段增氢。过程中, 在钢包和中间包系统中对保护套管加热和同一保护套 管的反复使用可明显降低钢液的吸氢量。