石油焊管制造对钢材要求及发展趋势

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1、石油焊管制造对钢材要求及发展趋势

2、第1...　　“十一五”期间，我国将建设西气东输二线和多条引进国外天然气的跨国输气管道，耗钢量超过1000万t。这些管道的设计年输气量将从西气东输的120亿m3／a增加到300亿m3／a，钢管外径将达到1219～1422mm，最大壁厚可能接近40mm。建设这样巨大的国家能源命脉，对管线钢管的强度、可焊性、断裂韧性和抗腐蚀等性能和钢管质量都有极为严格的要求，对冶炼、轧制、制管和管道建设工艺技术和装备能力都是巨大的考验。这对我国钢铁工业和制管工业既是难得的机遇，又是比西气东输工程更为严峻的挑战。　　石油焊管制造对钢板的性能要求　　1强度和钢级　　1）高强度管线钢

3、的发展和应用　　为了经济地将石油和天然气从遥远的油气田输送到使用地区，油气长输管线的工作压力不断提高。陆上天然气管线的工作压力已提高到15MPa以上，正在建设的墨西哥湾和北海海底输气管道的工作压力达到25MPa；已开工的俄罗斯东西伯利亚－太平洋输油管道最高工作压力达14MPa。西气东输管道建设以来，我国天然气干线工作压力从6．4MPa提高到10MPa，“十一五”期间将要建设的西气东输二线等天然气长输干线的可能采用12MPa或更高的工作压力。采用高钢级管线管建造长距离管线有着显著的经济优势。这些优势来自于管线输送效率的提高和材料成本的下降。较小直径、薄壁厚的钢管可以降低材料自身的总重量，并减少

4、环焊材料的消耗。　　美国2005年建成的夏延输气管道是美国首条X80天然气管道，也是世界上最长的X80输气管线，全长612km，干线钢管外径914mm，壁厚11．9mm，穿越段最大壁厚为17．2mm。美国在夏延管道顺利建成的基础上，又计划建设更大规模的美国“西气东输”管线€€€€€€RockiesExpressPipeline。该管线是美国20年来修建的最大输气管线，采用X80钢级钢管，管径1067mm，全长2130km，将于2007年开始建设，第一期工程（1142km）计划于2008年建成投产，第二、三期工程将在2009年建成。X80将逐渐成为陆上天然气高压长输管线的主流钢级。　　更高强度

5、的X100和X120级管线钢已开发出来，并顺利建成了一些试验段。X90～X120超高强度钢级已列入API和ISO联合编制的新的管线钢标准，即将发布。　　世界上大多数国家均采用API5L或与其等效的管线钢级，但俄罗斯的管线钢级则有所不同，如已开工建设的俄罗斯东西伯利亚－太平洋输油管道设计钢级为K60～K70级。俄罗斯东西伯利亚－太平洋输油管道K70钢级管线钢管的屈服强度下限大大超过了API5LX80钢级的下限，接近X90的屈服强度下限，而其抗拉强度下限也大大超过了API5LX80钢级的下限，接近X90的抗拉强度下限，可视为X90钢级在油气管线的首次大规模应用。　　2）钢板制管前后拉伸性能的变化

6、　　屈服强度的变化。钢板制管前后，由于包辛格效应和冷作硬化的综合作用，焊管管体与板材的屈服强度产生了差异。这种差异与不同钢种的组织、强度和综合变形量（管径、壁厚、扩径率）以及成型方式有关，主要的差异是由于管体试样压平包辛格效应的影响。　　螺旋焊管一般不采用冷扩径。由于管体矩形拉伸试样压平与成型卷曲时的变形和受力方向相反，因此，管体的屈服强度会降低，同时由于冷作硬化作用又会造成屈服强度上升，最终屈服强度的差异是这两种因素综合作用的结果，其程度与钢级、管径、厚度和组织相关。针状铁素体组织的钢板包辛格效应较小，制管后管体屈服强度可能上升，但幅度不大。　　由于直缝埋弧焊管采用了约1％的冷扩径量，当采

7、用UO成型时，扩径与成型压缩方向相反，管体的屈服强度略微上升；当采用JCO成型时，由于成型时钢板没有压缩而是发生了延展，扩径时再次拉伸，因此，管体的屈服强度上升较明显。　　应该指出，采用管体－母材屈服强度差异平均值评估钢板制管前后屈服强度变化的方法是有缺欠的。更值得注意的是屈服强度低端和高端板材制管前后屈服强度的变化，而平均值可能掩盖了这种变化，应分别统计屈服强度近低端和近高端板材制管时的变化值，留出适当余地，以保证钢管最终屈服强度既不低于下限，又不超过上限。　　为了准确测定钢管的屈服强度，应尽量减少试样压平的误差。一些制管厂和研究机构还采用环胀装置测定真实的管体屈服强度，或与静水压爆破试验

8、的管体测试屈服强度相比较，以修正和补偿屈服强度测试造成的误差。　　抗拉强度、屈强比和伸长率的变化。制管后管体－板材抗拉强度也会发生类似变化，但相对屈服强度要小。　　螺旋焊管制管后一般屈强比下降，而直缝埋弧焊管屈强比上升。由于加工硬化，制管后钢管的延伸率都出现了不同程度的下降。下降程度与加工硬化程度有关，其因素有制管工艺（如预弯、成型和机械扩径等）、厚度、直径和钢级等。　　抗大变形钢管与应变时效。近年来，高钢级