高级别管线钢概述

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1、高级别管线钢概述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。随着石油、天然气消费量的增长，其输送的重要性显越发突出，尤其是长距离输送。而提高输送效率，提高输送的经济效益就要通过加大输送管道口径，提高输送压力来解决。从而提高了对高级别、高性能管线钢的需求。1、国内发展概况我国管线钢的起步较晚，国内生产符合API5L标准的管线工程设计要求的管线钢仅有10多年的历史，X60～X70级管线钢已在国际市场上占有一定的地位，目前国内已投入生产的X80级

2、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。随着国内冶金技术装备水平的提高，我国能生产管线钢板卷的企业逐渐增多，但是能够生产X70及以上级别的钢厂仅有宝钢、武钢、鞍钢、舞钢、等。近两年来，许多钢铁厂加大了对高级别管线钢的研究开发，宝钢已研发出X120级别的管线用钢板。21世纪是我国输气管建设的高峰时期。“西气东输”管线采用大口径、高压输送管的方法，这条管线全长4167km，输送压力为10MPa，管径为1016mm，采用的钢级为X70、厚度4.6mm，-20℃的横向冲击功≥120J。从西气东输工程钢材与钢板的国产化率统计看（表1.1）[

3、1]，此项目X70钢材与钢管的总国产化率并不高，说明我国迫切需要加速高钢级管线钢宽厚板生产能力的建设。从总体上来看，我国X80级别以上高级别管线钢与国际上还有很大的差距，同级别管线钢的开发与应用整整比发达国家晚了近30年。表1.1西气东输工程钢材与钢板的国产化率统计钢管/钢板直缝埋弧管螺旋缝埋弧焊管总采购量（万吨）总国产化率%进口国产国产化率进口国产国产化率%钢管（万吨）82.2914.3214.82060.710015747.9钢板（万吨）12.82.01.801654.477.2785.233.672、国外发展概况国外高级别管线钢呈现强劲的发展趋势

4、，从20世纪70年代初期X65管线钢开始投入使用，80年代X70级管线钢逐渐被引入工程建设，1985年API标准中增加了X80钢级，随后X80开始部分在一些管线工程中使用，并很快就投入到X100和X120管线钢的开发试制工作。有关X100最早的研究报告发表于1988年[2]，通过大量工作已形成很好的技术体系。表2.1为报道的部分X100管线钢的成分，相对应的力学性能列于表2.2。其成分特点是低碳、高锰，铌的质量分数为0.040%～0.06%，钛含量<0.02%以及含有钼、镍等元素。表2.1部分X100管线钢的化学成分（%）序号CSiMnNbTi其他元素

5、Ceq（ⅡW）Pcm厂家10.060.221.960.040.01Cu、Ni、Mo0.460.19新日铁20.070.101.83含含Cu、Ni、Cr、Mo、V0.480.20住友30.060.301.800.060.015Cu、Ni、Mo、V0.19川崎40.070.301.90.050.018Cu、Ni、Mo0.460.20欧洲钢管50.080.351.90.050.018Ni、Mo0.460.19表2.2与表2.1对应序号成分的X100管线钢的力学性能序号焊管尺寸mm(外径×壁厚）Rt0.5/MpaRm屈强比A/%Akv/J落锤撕裂实验断口剪切面

6、积的比例%厂家1762×14.36947940.8721242（-10℃）100（-10℃）新日铁205（-40℃）100（-20℃）1321×22.97198030.9024250（-10℃）93（0℃）222（-30℃）82（-20℃）2914×19.18038630.93-185（-45℃）97（-10℃）住友3914×157278520.85-256（0℃）96（0℃）川崎762×207709170.84-280（0℃）93（0℃）41422×19.17378200.9218100（0℃）85（-20℃）欧洲钢管5914×167508160.9

7、218270（0℃）85（-50℃）欧洲钢管自1995年开始进行X100的开发试制，通过试验认为采用表2.1的成分通过TMCP工艺可得到强度、韧性和焊接性较好配合的X100管线钢，并按此进行X100的试生产，到2002年已生产了数百吨壁厚在12.7～25.4mm的X100管线钢[3]。2002年9月,TransCanada用JFE/NKK提供的口径1219mm、壁厚14.3mm的X100钢管在加拿大WESTPATH项目中铺设了1km长的试验段，进行了世界上首次X100的应用试验。通过现场焊接试验，认为只要采取适当的措施，X100现场焊接的焊缝强度和韧性

8、可以获得满意的结果。表2.3X120的目标性能项目管材母体焊缝及热影响区拉伸强度（环向）/Mp