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1、·36·焊管·第29卷第5期·2006年9月海底管线用钢的开发和应用郑磊,高珊,陆敏(宝山钢铁股份有限公司,上海201900)摘要:海洋环境的恶劣对海底管线用钢提出较陆地管线更加严格的质量要求。宝钢开发以热连轧方式生产用于制造直缝埋弧焊管的海底管线用X65级管线钢板,其产品具有高强度、高韧性和良好的焊接性等综合性能。与陆地管线相比,不仅使焊管横向性能满足X65级管线管的强度和韧性要求,而且焊管纵向性能也满足DNV-OS-F101海底管线用钢的性能要求,可保证海底管线施工和运营的安全。上海宝山钢铁股份有限公司开发的海底管线用钢已成功地应用于我国南海“番禺—惠州天然气海底管线”。关键词:海底管线;
2、直缝埋弧焊管;高强度;高韧性;X65级管线钢中图分类号:TG142文献标识码:A文章编号:1001-3938(2006)05-0036-040引言高强度、高韧性、易焊接是海底管线用钢的基本要求,同时为满足海底管线的施工安全,对海底海底管线是将海洋平台开采的天然气向陆地管线还要求纵向强度性能指标。为满足这样的要长距离输送的重要方式。由于海洋环境较陆地更求,在海底管线用钢的成分设计上采用的是w(C)为恶劣,对海底管线的施工和运营安全性的要求<0.05%的超低C设计,以满足优良的焊接性和远高于陆地管线,因此,海底管线焊管需满足高强韧性要求,同时提高Mn含量,结合Nb、Ti微合金度、高韧性、良好的焊接
3、性要求。化处理保证管线钢的基本强度要求。在炼钢工艺上海宝山钢铁股份有限公司(简称宝钢)通上采用了超低S、Ca处理等纯净钢冶炼技术,在过十多年管线钢的开发和生产,特别是开发的针热轧方面采用控制轧制和控制冷却技术,以得到状铁素体X70级管线钢在西气东输工程的批量钢质纯净、组织均匀的针状铁素体组织。[1-2]应用,积累了丰富的陆地管线用钢生产经验,为海底管线用钢的开发和生产奠定了重要基础。2“番禺—惠州海底管线”用钢的试制本文介绍宝钢根据中国南海“番禺—惠州天然气海底管线”项目的技术规范,开发海底管线用X65直缝埋弧焊管一般采用可逆式宽厚板轧机生级管线钢及在该工程的应用业绩。产的钢板制造,但制造<5
4、08mm的直缝埋弧焊管用钢板的宽度一般在1550mm左右,如用宽厚板1项目背景和海底管线用钢的冶金特点生产这样宽度的钢板是不经济的,而采用热连轧方式生产管线钢板卷,通过开卷、展平、切板方式“番禺—惠州天然气海底管线”连接广州番提供制管用钢板是经济有效的途径。为保证“番禺30-1、惠州21-1海上平台及由惠州21-1平禺—惠州天然气海底管线”用钢质量要求,宝钢台至陆上终端处理厂,海上全长365km,最大水与中国海洋石油公司“番禺—惠州天然气海底管深205m左右。海底管道设计采用管径508mm、线”项目部、珠江钢管有限公司和巨龙钢管公司壁厚分别为14.3mm和15.9mm、X65钢级、满足共同合作
5、,根据DNV海底管线标准进行规格为[3]DNV—OS—F101海底管线系统标准的直缝埋14.3mm×1550mm、15.9mm×1550mm的X65弧焊钢管,管道起输压力11.3MPa。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·37·mm和<508mm×15.9mm的直缝埋弧焊管试制,制板卷取样进行纵向和横向的板状拉伸试验、系试制的板卷性能达到预期目标,焊管各项性能均列温度夏比冲击试验、系列温度DWTT试验和满足DNV海底管线规范要求,为工程的批量应用CTOD断裂韧性试验,并测定了板卷HV10硬度值。奠定了基础。从表2列出的部分试验结果可
6、见,试制的两种厚2.1试制钢的化学成分度板卷的屈服强度均大于490MPa,抗拉强度大针对上述海底管线用钢的冶金特点和技术要于580MPa,考虑到制管及试样压平等过程的包求,宝钢试制的一炉X65管线钢的化学成分见表辛格效应引起焊管横向强度的下降,这样的强度1。试制钢具有超低C含量,S、P含量非常低,并可保证制管后焊管管体横向强度满足X65级管经过Ca处理,表现出典型的纯净钢特征。试制线钢管的强度要求;同时板卷具有高延伸率和适钢采用Nb、Ti微合金化和控制相变组织的Mo低当的屈强比,屈强比未超过0.90。但也应看到板合金化,并具有很低的Ceq值和Pcm值,这为随卷的纵向强度和屈强比低于板卷的横向强
7、度和屈后通过控制轧制、控制冷却生产高强度、高韧性和强比,表现出含Nb控轧钢特有的强度各向异性。良好焊接性的管线钢板卷提供了重要保证。从夏比冲击和DWTT、CTOD等试验结果来看,板表1海底管线用X65试制钢的化学成分%卷具有高的低温冲击韧性,板卷纵向和横向-60w(C)w(Si)w(Mn)w(P)w(S)w(N)℃的夏比冲击功均大于355J,夏比断口剪切面积0.0400.211.460.0060.
