一、管线钢概述
1、简介
管线请求含碳量较低,而靠前进锰含量,增添铌、钛、钒、钼等微量元素来保障其强度。对管线钢,除请求强度、塑性方针外,对韧性方针的请求是它的一个凸起特色,包含了钢板的打击功、打击转变温度和焊接热影响区与焊接金属的韧性方针。别的,另有应变时效、可焊性、应力侵蚀等方针请求。
2、管线钢范例
管线钢可分为高寒、高硫地区和海底铺设三类。从油气保送管的成长趋向、管线铺设前提、首要生效情势和生效缘由综合评估看,不只请求管线钢有杰出的力学机能(厚壁、高强度、高韧性、耐磨性)还应具备大口径、可焊接性、耐酷寒高温性、耐侵蚀性(CO2)、抗海水和HIC(侵蚀情况下由氢引诱而至的裂纹)、SSCC(高温情况下由硫致使的裂纹)机能等。这些任务情况卑劣的管线,线路长,又不易掩护,对证量请求都很严酷。
3、管线管的出产工艺
今朝在国际管线钢的出产工艺首要有:惯例半持续热连轧、CSP连铸连轧、中厚板机组、炉卷机组。
(1)半持续轧机:包含1机架炉卷轧机及5机架精轧机。在半持续轧机上,钢带在精轧道次所履历的热轧从钢带的一端到别的一端本色上是恒定的。在精轧机上道次间的
时候凡是少于3s。
(2)CSP连铸连轧:在CSP出产线上对含有铌、钒、钛复合微合金化的低碳锰钢,接纳适合的控轧控冷和卷取工艺,可以或许或许或许保障钢的力学机能和显微构造适合古代X60管线钢的手艺请求,适合古代管线钢成长趋向。我国CSP连铸连轧出产线今朝已开辟到了X60管线钢,而美国及外洋别的CSP出产厂已开辟和出产了高商标管线钢X60、X65乃至X70。
其工艺特色是连铸薄板坯存在中间偏析,消弭连铸薄板坯中间偏析是进一步前进管
线钢品德的关头手艺标题问题。
(3)中厚板机组:首要出产刻薄板,用于直缝埋弧焊管的出产,直缝埋弧焊管品德靠得住,遍及支配于油气高压保送骨干线上。
(4)炉卷轧机:炉卷轧机包含一架来去式粗轧机及一架4辊来去精轧机。在精轧机双方的保送线上装配了两台热卷轧机。输入辊道凡是包含一套层流冷却体系和一个卷取站。在炉卷轧机上,钢带全数长度上的热机器汗青较着变更,出格是在微合金化钢出产中,将激烈影响精轧机上发生的再结晶程度、晶粒长大及析出,并且致使全数带钢长度上终究显微构造和机能的猛烈变更。其工艺特色是投资资本绝对低。
今朝外洋在炉卷出产线上已出产出X70、X80级管线钢,首要出产厂家为IPSCO,该厂具备跨越35年支配炉卷轧机的履历,最近几年来已对550MPa级Ⅱ类的1219mm直径及12.0mm壁厚管线钢停止了财产出产。
4.焊接钢管按工艺辨别
首要有电阻焊(ERW)、螺旋埋弧焊(SSAW)和直缝埋弧焊(LSAW)三种工艺。这三种工艺出产的焊管,因其质料、成型工艺、口径巨细和品德的不尽不异,在支配范畴里各有定位。
(a)直缝电阻焊管(ERW)
电阻焊管是我国最早出产、支配范围最广、出产机组最多(2000余家)、产量最高(占焊管总产能的80%摆布)的钢管种类,产物规格为φ20~610mm,在公民经济扶植中阐扬了首要感化。ERW219-610mm机组自20世纪80年月以来,约有30余套是从外洋引进的较前进前辈手艺。颠末多年出产理论,装备手艺程度又有较大前进,产物品德也在不时改良。因其投资少,生效快,支配范围广而成长迅猛。跟着板材CSP出产工艺的成长,为其供给了低资本、品德靠得住的质料,并为其此后进一步成长缔造了杰出的前提。这局部产物已由流体保送、布局范畴向无缝管支配范畴的油井管、管线管成长。其典范出产工艺流程应为:板带质料→质料预处置→冷弯成型→焊接→焊缝热处置→焊缝(管体)探伤→精整→制品焊管。
(b)螺旋埋弧焊管(SSAW)
螺旋埋弧焊管装备投资较少,因接纳价钱较低的窄带(板)卷持续焊接出产大口径(φ1016~2400mm)焊管,出产工艺简略、运转费用低,具备低资本运转优势。今朝,我国油气保送螺旋焊管已构成了以煤油体系所属钢管厂为主的根基格局。接纳低剩余应力成型和管端机器扩径等前进前辈手艺,颠末严酷品德节制的螺旋焊管在品德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取得了遍及支配,是我国油气长输管道工程接纳的首要管型。其今朝的产能已可以或许或许或许知足我国油气长输管道工程扶植的须要,并已大批出口。
(c)直缝埋弧焊管(LSAW)
直缝埋弧焊在我国事较晚成长起来的前进前辈制管手艺,过往首要接纳UOE手艺制作。
最近几年来渐进式JCOE在我国和全天下逐步成为别的一种新的支流手艺。直缝埋弧焊管品德靠得住,遍及支配于油气高压保送骨干线上。该焊管机组因为投资绝对较大,支配的原材
料为资本较高的单张刻薄板,工艺较庞杂,出产效力低,产物资本较高。
因为我国高压油气保送管线每年须要大中口径焊管100万t摆布,首要接纳螺旋焊管,直缝埋弧焊管将作为螺旋焊管的补充,首要支配于螺旋焊管机组不能出产的大壁厚钢管(17.5mm以上)和弯管用母管,其用量遭到必然限定
今朝,我国油气保送所支配的管线管首要由煤油天然气集体公司的6个焊管厂出产,它们是宝鸡煤油钢管厂、贵阳煤油钢管厂、华北煤油钢管厂,辽阳煤油钢管厂,沙市煤油钢管厂,胜利煤油钢管厂等,总设想出产才能约为120万t摆布。出产的油气管以螺旋焊管和高频直缝焊管为主,而管径大、管壁厚的直缝埋弧焊管的出产在我国时候较短。2000年,我国第一条大口径直缝埋弧焊管出产线在番禺珠江钢管公司建成,此出产线从澳大利亚引进,可出产厚壁大口径长输管线钢管,钢管外径457~1800mm,出格规格可达3000mm,壁厚4.5~37mm,出格规格还可增厚,单管最长可达12m。但出产这类焊
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今朝根基还需依托入口。克日,日本住友金属和住友商事又与中国煤油天然气集体公司(CNPC)部属的宝鸡钢管厂协作出产煤油天然气用中径焊接钢管,首要出产油气保送管线的干线用焊管,产量可由今朝的5万t前进到2~3年后的12万t。
5、管线钢的成长趋向
油气管道出格是天然气管道成长的一个首要趋向是接纳大口径、洼地、压富气保送、高寒和侵蚀退役情况、海底管道厚壁化及选用高等别管材。斟酌到管道的布局不变性和宁静性,还需增添管壁厚度和前进管材的强度,是以用作这类保送管的管线钢都向着厚规格和高强度标的方针成长。接纳高压保送和高强度管材,可大幅度节俭管道扶植资本。今朝,输气管道的设想和运转压力已达20MPa,有些管道乃至斟酌接纳更高的压力。跟着管道保送压力的不时前进。管线钢管也敏捷向高钢级成长。是以对白菜
品德请求也日趋刻薄,在成份和构造上请求白菜
向着“超高纯、超均质、超细化”标的方针成长。
因为天然气的可紧缩性,是以输气管的保送压力要较输油管为高。最近几年来外洋大都输气管道的压力已从初期的4.5~6.4MPa前进到8.0~12MPa,有的管道则到达了14~15.7MPa,从而使输气管的钢级也响应地前进。今朝,外洋的大口径输气管已遍及接纳X70钢级,X80起头进进小范围的支配阶段,X100也研制胜利,并动手研制X120。
21世纪是我国输气管扶植的岑岭期间。“西气东输”管线接纳大口径、高压保送管的方式。这条管线全长4167km,保送压力为10MPa,管径为1016mm,接纳的钢级为X70、厚度为14.6mm,20℃的横向打击功为≥120J。这一钢级、规格、韧性级别今朝国际已出产,并且品德到达国际程度。是以,出产这类规格的高强度、高韧性管线钢对我国此后接纳国产管线钢出产大口径、高压输气管具备非常严峻的计谋意思。
大口径高压保送及接纳高钢级管材是国际管道工程成长的一个首要趋向:
(1)国际对管线用钢的须要以X70级为主,新线方针定位在X80级热轧宽钢带和X100级刻薄板的出产,以顺应今朝10MPa和近期14MPa以上保送压力的设想。
(2)此后保送的天然气不再是经脱水、脱H2S处置的“甜气”,而将是未经处置的“富气”(PH2S≤300Pa),为此必须前进管线用钢的抗氢致开裂和抗H2S应力侵蚀的性
能。
(3)国际已具备70万t以上螺旋焊管的制管才能,但大口径直缝埋弧焊管的产能和品德还不能知足工程的须要,持续局部入口制品管将不可防止。从研发根本和出产手艺的难度而言,具备杰出的抗H2S应力侵蚀机能的高强度品级管线用钢的开辟该当列为科技攻关的重中之重。
二、手艺请求
1、机能请求
古代管线钢属于低碳或超低碳的微合金化钢,是高手艺含量和高附加值的产物,管线钢出产几近支配了冶金范畴近20多年来的统统工艺手艺新成绩。今朝管线工程的成长趋向是大管径、高压保送、高冷和侵蚀的退役情况、海底管线的厚壁化,是以今朝对管线钢的机能请求首要有以下几方面:
(1)高强度。管线钢的强度方针首要有抗拉强度和屈就强度;在请求高强度的同时,对管线钢的屈强比(屈就强度与抗拉强度)也提出了请求,通俗请求在0.85-0.93的范围内。
(2)高打击韧性。管线钢请求资料应具备充足高的打击韧性(起裂、止裂韧性)。对母材,当资料的韧性值知足止裂请求时,其韧性通俗也能知足防止起裂的请求。
(3)低的韧脆转变温度。严酷地区、天气前提请求管线钢应具备充足低的韧脆转变温度。DWTT(落锤扯破实验)的剪切面积已成为防止管道脆性粉碎的首要节制方针。通俗规范请求在最低运转温度下试样断口剪切面积≥极85%。
(4)杰出的抗氢致开裂(HIC)和抗硫化物应力侵蚀开裂(SSCC)机能。
(5)杰出的焊接机能。白菜
杰出的焊接性对保障管道的全体性和焊接品德相当首要。
管线钢的成长最较着的特色之一便是不时降落钢中的C含量,跟着C含量的降落,钢的焊接性取得较着的改良。增添微量钛Ti,可按捺焊接影响区韧性的降落,到达改良焊接机能的方针。
这此中难点和重点是高韧性。跟着煤油、天然气保送的不时成长,对煤油管线钢机能的请求不时前进,出格是对韧性请求的前进。这些机能的前进就请求把白菜
中杂质元素C、S、P、0、N、H含量降到很低的程度。高强度、高韧性是经由进程控冷手艺取得金相构造来保障的,同时应降落钢中碳的含量和尽可以或许或许去除钢中的非金属同化物,前进钢的纯净度。保送酸性介质时管线钢要抗氢脆,请求H含量低于0.0002%;对钢中的同化物,最大D小于100μm,并请求节制氧化物外形,消弭条形硫化物同化的影响。
2、各类元素在管线钢中的感化与节制
高等管线钢各成份的感化及其节制为知足管线钢高强度、高韧性、杰出的焊接机能及抗HIC、SCC机能的请求,除接纳公道的冶金手艺之外,还要严酷节制管线钢的成份。
(1)管线钢中碳的感化与节制
碳是增添钢的强度的有用元素,可是它对钢的韧性、塑性和焊接性有负面影响。
降落碳含量可以或许或许或许改良脆性转变温度和焊接性极地管线和陆地管线对高温韧性、断裂抗力和延性和成形性的须要,请求更低的含碳量。对微合金化钢,低的碳含量可以或许或许或许前进抗HIC的才能和热塑性,根据API规范划定,管线钢中的碳凡是为0.025%一0.12%,并趋向于向低碳标的方针或超低碳标的方针成长。在综合斟酌管线钢抗HIC机能、田野可焊性和晶界脆化时,最好C应节制在0.01%一0.05%之间。
(2)管线钢中锰的感化与节制
为保障管线钢中低的含碳量,凡是是以锰代碳,Mn的插手引发固溶强化,用锰来前进其强度。锰在前进强度的同时,还可以或许或许或许前进钢的韧性。但若是锰含量太高对管线钢的焊接机能构成倒霉影响,有可以或许或许致使在管线钢铸坯内发生锰的偏析,且跟着碳含量的增添,这类缺点会更较着。是以根据板厚和强度,管线钢中锰的插手量通俗是1.1%-2.0%。
(3)管线钢中硫的感化与节制
硫是管线钢中影响抗HIC才能和抗SSC才能的首要元素。跟着硫含量的增添,HIC敏理性较着增添;只要当S小于0.0012%时,HIC较着降落。值得注重的是硫易与锰连系天生MnS同化物,当MnS同化变成粒状同化物时,跟着钢强度的增添,纯真降落硫含量不能防止HIC。如X65级管线钢,当硫含量降到20ppm时,其裂纹长度比仍高达30%以上。
管线钢中硫(S)元素对白菜 的影响:硫还影响管线钢的打击韧性,硫含量降落打击韧性值急剧降落。
管线钢中硫的节制凡是是在炉外精辟时接纳喷粉、真空、加热造渣、喂丝、吹气搅拌停止,理论中常常是几种手腕综合支配。别的,条状硫化物是发生氢致裂纹的须要前提,对钢水停止钙处置将其转变为球形,可降落其风险。
(4)管线钢中磷的感化与节制
因为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:跟着2P+Ceq的增添,含碳0.12~0.22%的管线钢的硬度呈线性增添;而含碳0.02~0.03%的管线钢,当2P+Ceq大于0.6%时,管线钢硬度的增添趋向较着减缓。
在炼钢全数进程中都可脱磷,如铁水预处置、转炉和炉外精辟,但终究脱磷都是接纳炉外精辟来完成。
(5)管线钢中氢的感化与节制
管线钢中氢的品德分数越高,HIC发生的概率越大,侵蚀率越高,平均裂纹长度增添越较着,自真空处置手艺呈现此后,钢中氢已可不变节制在0.0002%以下。
钢中氢是致使白点和发裂的首要缘由。管线钢中的氢含量越高,HIC发生的概率越大,侵蚀率越高,平均裂纹长度增添越较着。
支配转炉CO气泡沸腾脱氢和炉外精辟脱气进程可很好地节制钢中的氢含量。接纳RH、DH或吹氩搅拌等都可节制[H]≤1.5ppm。
别的,要防止炼钢的别的阶段增氢。接纳钢包和中间包预热烘烤可以或许或许或许有用降落钢水的吸氢量。连铸进程中,在钢包和中间包体系中对掩护套管加热和统一掩护套管的频频支配可较着降落钢液的吸氢量。
(6)管线钢中氧的感化与节制
钢中氧含量太高,氧化物同化和微观同化增添,严峻影响管线钢的干净度。钢中氧化物同化是管线钢发生HIC和SSCC的本源之一,对钢的各类机能都起着无害的感化,出格
是当同化物直径大于50μm后,严峻好转钢的各类机能。为了防止钢中呈现直径大于50μm(10 m)的氧化物同化,削减氧化物同化数目,通俗节制钢中氧含量小于0.0015%。
接纳炉外精辟可取得较低的氧含量,外洋很多厂家经炉外精辟处置后制品钢中T[0]最低可达5ppm(10°%)的程度。
别的,因为耐火资料供氧,钢水在运输和浇注进程中应尽可能削减二次氧化。经由进程改良和挑选杰出的中间包笼盖渣和连铸掩护渣,取得较好的结果。今朝财产上已能出产杂质含量小于0.01%的高纯钢,估计到21世纪中叶有可以或许或许出产出杂质含量只要百万分之几的高纯钢。
(7)管线钢中铜的感化与节制
插手适当的铜,可以或许或许或许较着改良管线钢抗HIC的才能。跟着铜含量的增添,可以或许或许或许更有用地防止氢原子渗透钢中,平均裂纹长度较着削减。当铜含量跨越0.2%时,能在钢的外表构成致密掩护层,HIC会较着降落,钢板的平均侵蚀率较着降落,平均裂纹长度几近靠近于零。
可是,对耐CO2侵蚀的管线钢,增添Cu会增添侵蚀速率。当钢中不增添Cr时,增添0.5%Cu会使侵蚀速率前进2倍。而增添0.5%Cr此后,Cu小于0.2%时,侵蚀速率根基不受影响,当Cu到达0.5%时,侵蚀速率较着加速。
(8)管线钢中别的元素的感化与节制
化学成份中的碳和铌是节制钢板的强度、韧性、可焊性和焊接热影响区裂纹敏理性及对氢诱裂纹和应力侵蚀裂纹敏理性的首要身分。
微合金元素Nb、V、Ti、Mo在管线钢中的感化与这些元素的碳化物、氮化物和碳氮化物的消融和析出行动有关。管线钢除以上三种遍及支配的合金元素外,还应根据钢的机能请求插手别的少许合金元素,比方B、Mo、Ni、Cr、Cu等。
铌是管线钢中不可贫乏的微合金元素,能改良高温韧性。API规范中划定的管线钢铌含量上限为0.005%,可是现实在钢中的节制程度都在0.03~0.05%之间,为规范中的上限值的6~10倍。
钒有较高的积淀强化和较弱的细化晶粒感化,通俗在管线钢设想中不零丁支配钒。管线钢中插手微量的钒,可以或许或许或许经由进程增添积淀软化结果来前进钢板的强度。外洋什物钢板中的含钒量大都节制在0.05~0.10%之间,为API规范中的上限值的2.5~5.0倍。
钛与钢中的C、N等构成化合物,为了降落钢中固溶氮含量,凡是接纳微钛处置,使钢中的氮被钛牢固。钢中插手微量的钛,可以或许或许或许经由进程前进前进钢板强度和韧性的方针,出格是对前进焊接热影响区的韧性具备怪异的进献。
钼也是管线钢中首要的合金元素之一,跟着钼含量的降落,抗拉强度降落。钢中钼有益于针状构造的成长,跟着钢中钼的品德分数增添,针状铁素体的含量增添,是以能在极低的碳含量下取得很高的强度。
钢中插手钙、锆、稀土金属,可以或许或许或许转变硫化物和氧化物的成份,使其塑性降落。接纳这类方式,可以或许或许或许使钢板的各向同性大大加重,使横向夏比打击功增添一倍,到达或靠近纵向夏比打击功数值。为了使钢板各向同性到达最小,稀土与硫的比例节制在2.0摆布最为适合。
(9)管线钢中同化物的感化与节制
在大大都情况下,HIC(氢诱裂纹)都发源于同化物,钢中的塑性同化物和脆性同化物是发生HIC的首要本源。阐发标明,HIC端口外表有延长的MnS和Al203点链状同化,而SSCC
(硫化物应力侵蚀开裂)的构成与HIC的构成紧密亲密相干。是以,为了前进抗HIC和抗SSCC才能,必须尽可能削减钢中的同化物、切确节制同化物形状。
钙处置可以或许或许或许很好地节制钢中同化物的形状,从而改良管线钢的抗HIC和SSCC才能。当钢中含硫0.002~0.005%时,跟着Ca/S的增添,钢的HIC敏理性降落。可是,当Ca/S到达必然值时,构成CaS同化物,HIC会较着增添。是以,对低硫钢来讲,Ca/S应节制在一个极为狭小的范围内,不然,钢的抗HIC才能较着削弱。
杰出管线钢中无害元素含量的请求
炼钢 | 支配 | |||
高强度厚壁管 | 高温管 | 传输侵蚀气体管 | ||
纯净度 |
S<0.005% | O | O | |
S<0.001% | √ | |||
P<0.010% | √ | |||
P<0.005% | ||||
H<1.5×10-% | √ | O | ||
N<40×10-4% | O | O | O | |
钙处置 | Ca=0.001%~0.0035% | √ | ||
低碳钢 | C<0.10% | √ | √ | √ |
C<0.005% | ||||
同化节制 | O | O | √ | |
中间偏析节制 | O | 0 | √ | |
化学成份精度调剂 | √ | √ | √ |
注:√—必不可少的;○—须要的;●—抱负的
管线钢化学成份
商标 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni |
X52 | 0.08 | 0.14 | 0.87 | 0.0080 | 0. 0030 | 0.035 | 0.004 | 0.013 |
X60 | 0.04 | 0.27 | 1.19 | 0.0050 | 0. 0020 | 0.030 | 0.020 | 0.110 |
X70 | 0.05-0.08 | 0.25 | 1.62 | 0.0070 | 0. 0010 | 0.030 | 0.150 | 0.150 |
X80 | 0.04 | 0.30 | 1.80 | 0.0060 | 0.0020 | 0.050 | 0.20 | 0.020 |
X100 | 0.08 | 0.30 | 1.90 | 0.0060 | 0.0010 | 0.25 | 0.030 |
商标 | Nb | V | Ti | Cu | Al | N | Ca | Ceq |
X52 | 0.022 | 0.005 | 0.008 | 0.015 | <0.03 | 0.0910 | 0.002 | 0.236 |
X60 | 0.049 | 0.040 | 0.015 | 0.230 | 0.034 | 0.0071 | 0.0023 | 0.275 |
X70 | 0.060 | 0.040 | 0.022 | 0.20 | 0.040 | 0.0040 | 0.0010 | |
X80 | 0.045 | 0.005 | 0.015 | 0.200 | 0.0030 | 0.0060 | ||
X100 | 0.050 | 0.015 | 0.17 | 0.03 | 0.0020 |
X70管线钢典范化学成份(%)及典范力学机能对照
国度或公司 C S i M n Cr Mo Ni Nb V Ti Cu P S宝钢 | 0.05 | 0.20 | 1.56 | 0.026 | 0.21 | 0.14 | 0.045 | 0.032 | 0.0160.180.0110.003 | |
武钢 | 0.03 | 0.21 | 1.55 | 0.021 | 0.27 | 0.23 | 0.047 | 0.038 | 0.018 | 0.21 0.0100.002 |
鞍钢 | 0.03 | 0.27 | 1.56 | 0.025 | 0.25 | 0.13 | 0.057 | 0.040 | 0.021 | 0.140.0050.004 |
日本住友 | 0.006 | 0.15 | 1.62 | 0.020 | 0.01 | 0.20 | 0.035 | 0.050 | 0.022 | 0.28 0.0110.001 |
德国 | 0.007 | 0.27 | 1.57 | 0.060 | 0.01 | 0.03 | 0.040 | 0.0070 | 0.013 | 0.03 0.011 0.001 |
宝钢 | 14.6 | 横向 | 525 | 644 | 37.0 | 341 | 0.82 |
武钢 | 14.6 | 横向 | 539 | 659 | 42.0 | 402 | 0.82 |
2、直缝埋弧焊管(JCOE)
直缝埋弧焊(LSAW)直缝埋弧焊在我国是较晚成长起来的前进前辈制管手艺,过往首要接纳UOE手艺制作。最近几年来渐进式JCOE在我国和全天下逐步成为别的一种新的支流手艺。直缝埋弧焊管品德靠得住,遍及支配于油气高压保送骨干线上。该焊管机组因为投资绝对较大,支配的原资料为资本较高的单张刻薄板,工艺较庞杂,出产效力低,产物资本较高。
◆JCOE:JCOE直缝双面埋弧焊管该出产线为中国首条大口径直缝双面埋弧焊管出产线
出产线接纳芯轴扭转持续J-C-O成型的工艺,速率快,品德高,成型应力散布平均,管体外形法则。本出产线接纳JCOE工场的规范设置装备摆设,其特色是产物规格范围大,变更规格快而简略,可完成出产范围内任何尺寸的产物。产物规格直径:φ406-φ1829mm(16"-72")壁厚:6.0-25.4mm(1/4"-1")规范:API、BS、ASTM、JIS、DIN、GB、ISO、DNV长度:3-12.2m(10'-40)材质:GB/T9711L190-L555(API5LA-X80)
电阻焊(ERW)
电阻焊管是我国最早出产、支配范围最广、出产机组最多(2000余家)、产量最高(占焊管总产能的80%摆布)的钢管种类,产物规格为φ20~610mm,在公民经济扶植中阐扬了首要感化。ERW219-610mm机组自20世纪80年月以来,约有30余套是从外洋引进的较前进前辈手艺。颠末多年出产理论,装备手艺程度又有较大前进,产物品德也在不时改良。因其投资少,生效快,支配范围广而成长迅猛。跟着板材CSP出产工艺的成长,为其供给了低资本、品德靠得住的质料,并为其此后进一步成长缔造了杰出的前提。这局部产物已由流体保送、布局范畴向无缝管支配范畴的油井管、管线管成长。其典范出产工艺流程应为:板带质料→质料预处置→冷弯成型→焊接→焊缝热处置→焊缝(管体)探伤→精整→制品焊管。
螺旋埋弧焊(SSAW)螺旋埋弧焊管装备投资较少,因接纳价钱较低的窄带(板)卷持续焊接出产大口径(φ1016~2400mm)焊管,出产工艺简略、运转费用低,具备低资本运转优势。今朝,我国油气保送螺旋焊管已构成了以煤油体系所属钢管厂为主的根基格局。接纳低剩余应力成型和管端机器扩径等前进前辈手艺,颠末严酷品德节制的螺旋焊管在品德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取得了遍及支配,是我国油气长输管道工程接纳的首要管型。其今朝的产能已可以或许或许或许知足我国油气长输管道工程扶植的须要,并已大批出口。
焊接钢管也称焊管,是用钢板!或钢带颠末卷曲成型后焊接制成的钢管。焊接钢管出产工艺简略,出产效力高,种类规格多,装备投资少,但通俗强度低于无缝钢管。20世纪30年月以来,跟着杰出带钢连轧出产的敏捷成长和焊接和查验手艺的前进,焊缝品德不时前进,焊接钢管的种类规格日趋增添,并在愈来愈多的范畴取代了无缝钢管。焊接钢管按焊缝的情势分为直缝焊管和螺旋焊管。直缝焊管出产工艺简略,出产效力高,资本低,成长较快。螺旋焊管的强度通俗比直缝焊管高,能用较窄的坯料出产管径较大的焊管,还可以或许或许或许用一样宽度的坯料出产管径差别的焊管。可是与不异长度的直缝管比拟,焊缝长度增添30~100%,并且出产速率较低。是以,较小口径的焊管大都接纳直缝焊,大口径焊管则大多接纳螺旋焊。
高压流体保送用焊接钢管(GB/T3091-2008)也称通俗焊管,俗称黑管。是用于保送水、煤气、氛围、油和取暖和和蒸汽等通俗较高压力流体和其余用处的焊接钢管。钢管接壁厚分为通俗钢管和加厚钢管;接收端情势分为不带罗纹钢管(光管)和带罗纹钢管。钢管的规格用公称口径(mm)表现,公称口径是内径的类似值。习气上常常利用英寸表现,如11/2等。高压流体保送用焊接钢管除间接用于保送流体外,还大批用作高压流体保送用镀锌焊接钢管的原管。
1.高压流体保送用镀锌焊接钢管((GB/T3091-2008)也称钗度锌电焊钢管,俗称白管。是用于保送水、煤气、氛围油及取暖和和蒸汽、暖水等通俗较高压力流体或其余用处的热浸镀锌焊接(炉焊或电焊)钢管。钢管接壁厚分为通俗镀锌钢管和加厚镀锌钢管;接收端情势分为不带罗纹镀锌钢管和带罗纹镀锌钢管。钢管的规格用公称口径(mm)表现,公称口径是内径的类似值。习气上常常利用英寸表现,如1/2、3/4、1、2等。
2通俗碳素钢电线套管1(YB/T5305-2006)是财产与民用修建、装配机器装备等电气装配工程顶用于掩护电线的钢管。
3.直缝电焊钢管(GB/T13793-2008)是焊绛与钢管纵向平行的钢管。用于通俗布局用,凡是分为公制电焊钢管、电焊薄壁管等等。
4.承压流体保送用螺旋缝埋弧焊钢管(SY/T5037-2000)是以热轧钢带卷作管坯,常常温螺旋成型,用双面埋弧焊法焊接,用于承压流体保送的螺旋缝钢管。钢管承压才能强,焊接机能好,颠末各类严酷的迷信查验和测试,支配宁静靠得住。钢管口径大,保送效力高,并可节俭铺设管线的投资。首要用于保送煤油、天然气的管线。
5.承压流体保送用螺旋缝高频焊钢管(SY/T5038-2000)是以热轧钢带卷作管坯,常常温螺旋成型,接纳高频搭接焊法焊接的,用于承压流体保送的螺旋缝高频焊钢管。
6.钢管承压才能强,塑性好,便于焊接和加工成型;颠末各类严酷和迷信查验和测试,支配宁静靠得住,钢管口径大,保送效力高,并可节流铺设管线的投资。首要用于铺设保送煤油、天然气等的管线。
7.通俗高压流体保送用螺旋缝高频焊钢管(SY/T5039-2000)是以热轧钢带卷作管坯,常常温螺旋成型,接纳高频搭接焊法焊接用于通俗高压流体保送用螺旋缝高频焊钢管。
8.桩用螺旋焊缝钢管(SY/T5768-2000)是以热轧钢带卷作管坯,常常温螺旋成型,接纳双面埋弧焊接或高频焊接制成的,用于土木修建布局、船埠、桥梁等根本桩用钢管。
螺旋钢督工艺流程
(1)原资料即带钢卷,焊丝,焊剂。在投入前都要颠末严酷的理化查验。
(2)带钢头尾对接,接纳单丝或双丝埋弧焊接,在卷成钢管后接纳主动埋弧焊补焊。
(3)成型前,带钢颠末矫平、剪边、刨边,外表清算保送和予弯边处置。
(4)接纳电接点压力表节制保送机双方压下油缸的压力,确保了带钢的安稳保送。
(5)接纳外控或内控辊式成型。
(6)接纳焊缝空隙节制装配来保障焊缝空隙知足焊接请求,管径,错边量和焊缝空隙都取得严酷的控
制。
(7)内焊和外焊均接纳美国林肯电焊机停止单丝或双丝埋弧焊接,从而取得不变的焊接规范。
(8)焊完的焊缝均颠末在线持续超声波主动伤仪查抄,保障了100%的螺旋焊缝的无损检测笼盖率。如有缺点,主动报警并喷涂标记,出产工人依此随时调剂工艺参数,实时消弭缺点。
(9)接纳氛围等离子切割机将钢管切成单根。
(10)切成单根钢管后,每批钢管头三根要停止严酷的首检轨制,查抄焊缝的力学机能,化学成份,溶合状态,钢管外表品德和颠末无损探伤查验,确保制督工艺及格后,才能正式投入出产。
(11)焊缝上有持续声波探伤标记的部位,颠末手动超声波和X射线复查,如确有缺点,颠末修补后,再次颠末无损查验,直到确认缺点已消弭。
(12)带钢对焊焊缝及与螺旋焊缝订交的丁型讨论的地点管,全数颠末X射线电视或拍片查抄。
(13)每根钢管颠末静水压实验,压力接纳径向密封。实验压力和时候都由钢管水压微机检测装配严酷节制。实验参数主动打印记实。
(14)管端机器加工,使端面垂直度,坡吵嘴和钝边取得精确节制。
探伤规范:可根据中国(JB4730,GB/T2970)、美国(A435、A577、A588)、日本(JISG0801、JISG0901)、德国(SEL072)、英国(BS5996)、法国(NFS04-305)等国际外探伤规范出产查验。
3、管线管的出产工艺
今朝在国际管线钢的出产工艺首要有:惯例半持续热连轧、CSP连铸连轧、中厚板机组、炉卷机组。
(1)半持续轧机:包含1机架炉卷轧机及5机架精轧机。在半持续轧机上,钢带在精轧道次所履历的热轧从钢带的一端到别的一端本色上是恒定的。在精轧机上道次间的
时候凡是少于3s。
(2)CSP连铸连轧:在CSP出产线上对含有铌、钒、钛复合微合金化的低碳锰钢,接纳适合的控轧控冷和卷取工艺,可以或许或许或许保障钢的力学机能和显微构造适合古代X60管线钢的手艺请求,适合古代管线钢成长趋向。我国CSP连铸连轧出产线今朝已开辟到了X60管线钢,而美国及外洋别的CSP出产厂已开辟和出产了高商标管线钢X60、X65乃至X70。
其工艺特色是连铸薄板坯存在中间偏析,消弭连铸薄板坯中间偏析是进一步前进管
线钢品德的关头手艺标题问题。
(3)中厚板机组:首要出产刻薄板,用于直缝埋弧焊管的出产,直缝埋弧焊管品德靠得住,遍及支配于油气高压保送骨干线上。
(4)炉卷轧机:炉卷轧机包含一架来去式粗轧机及一架4辊来去精轧机。在精轧机双方的保送线上装配了两台热卷轧机。输入辊道凡是包含一套层流冷却体系和一个卷取站。在炉卷轧机上,钢带全数长度上的热机器汗青较着变更,出格是在微合金化钢出产中,将激烈影响精轧机上发生的再结晶程度、晶粒长大及析出,并且致使全数带钢长度上终究显微构造和机能的猛烈变更。其工艺特色是投资资本绝对低。
今朝外洋在炉卷出产线上已出产出X70、X80级管线钢,首要出产厂家为IPSCO,该厂具备跨越35年支配炉卷轧机的履历,最近几年来已对550MPa级Ⅱ类的1219mm直径及12.0mm壁厚管线钢停止了财产出产。
焊接钢管按工艺辨别首要有电阻焊(ERW)、螺旋埋弧焊(SSAW)和直缝埋弧焊(LSAW)三种工艺。这三种工艺出产的焊管,因其质料、成型工艺、口径巨细和品德的不尽不异,在支配范畴里各有定位。
(a)直缝电阻焊管(ERW)
电阻焊管是我国最早出产、支配范围最广、出产机组最多(2000余家)、产量最高(占焊管总产能的80%摆布)的钢管种类,产物规格为φ20~610mm,在公民经济扶植中阐扬了首要感化。ERW219-610mm机组自20世纪80年月以来,约有30余套是从外洋引进的较前进前辈手艺。颠末多年出产理论,装备手艺程度又有较大前进,产物品德也在不时改良。因其投资少,生效快,支配范围广而成长迅猛。跟着板材CSP出产工艺的成长,为其供给了低资本、品德靠得住的质料,并为其此后进一步成长缔造了杰出的前提。这局部产物已由流体保送、布局范畴向无缝管支配范畴的油井管、管线管成长。其典范出产工艺流程应为:板带质料→质料预处置→冷弯成型→焊接→焊缝热处置→焊缝(管体)探伤→精整→制品焊管。
(b)螺旋埋弧焊管(SSAW)
螺旋埋弧焊管装备投资较少,因接纳价钱较低的窄带(板)卷持续焊接出产大口径(φ1016~2400mm)焊管,出产工艺简略、运转费用低,具备低资本运转优势。今朝,我国油气保送螺旋焊管已构成了以煤油体系所属钢管厂为主的根基格局。接纳低剩余应力成型和管端机器扩径等前进前辈手艺,颠末严酷品德节制的螺旋焊管在品德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取得了遍及支配,是我国油气长输管道工程接纳的首要管型。其今朝的产能已可以或许或许或许知足我国油气长输管道工程扶植的须要,并已大批出口。
(c)直缝埋弧焊管(LSAW)
直缝埋弧焊在我国事较晚成长起来的前进前辈制管手艺,过往首要接纳UOE手艺制作。
最近几年来渐进式JCOE在我国和全天下逐步成为别的一种新的支流手艺。直缝埋弧焊管品德靠得住,遍及支配于油气高压保送骨干线上。该焊管机组因为投资绝对较大,支配的原材
料为资本较高的单张刻薄板,工艺较庞杂,出产效力低,产物资本较高。
因为我国高压油气保送管线每年须要大中口径焊管100万t摆布,首要接纳螺旋焊管,直缝埋弧焊管将作为螺旋焊管的补充,首要支配于螺旋焊管机组不能出产的大壁厚钢管(17.5mm以上)和弯管用母管,其用量遭到必然限定
今朝,我国油气保送所支配的管线管首要由煤油天然气集体公司的6个焊管厂出产,它们是宝鸡煤油钢管厂、贵阳煤油钢管厂、华北煤油钢管厂,辽阳煤油钢管厂,沙市煤油钢管厂,胜利煤油钢管厂等,总设想出产才能约为120万t摆布。出产的油气管以螺旋焊管和高频直缝焊管为主,而管径大、管壁厚的直缝埋弧焊管的出产在我国时候较短。2000年,我国第一条大口径直缝埋弧焊管出产线在番禺珠江钢管公司建成,此出产线从澳大利亚引进,可出产厚壁大口径长输管线钢管,钢管外径457~1800mm,出格规格可达3000mm,壁厚4.5~37mm,出格规格还可增厚,单管最长可达12m。但出产这类焊
管所需管线用新人注册送38元白菜
今朝根基还需依托入口。克日,日本住友金属和住友商事又与中国煤油天然气集体公司(CNPC)部属的宝鸡钢管厂协作出产煤油天然气用中径焊接钢管,首要出产油气保送管线的干线用焊管,产量可由今朝的5万t前进到2~3年后的12万t。
5、管线钢的成长趋向
油气管道出格是天然气管道成长的一个首要趋向是接纳大口径、洼地、压富气保送、高寒和侵蚀退役情况、海底管道厚壁化及选用高等别管材。斟酌到管道的布局不变性和宁静性,还需增添管壁厚度和前进管材的强度,是以用作这类保送管的管线钢都向着厚规格和高强度标的方针成长。接纳高压保送和高强度管材,可大幅度节俭管道扶植资本。今朝,输气管道的设想和运转压力已达20MPa,有些管道乃至斟酌接纳更高的压力。跟着管道保送压力的不时前进。管线钢管也敏捷向高钢级成长。是以对白菜
品德请求也日趋刻薄,在成份和构造上请求白菜
向着“超高纯、超均质、超细化”标的方针成长。
因为天然气的可紧缩性,是以输气管的保送压力要较输油管为高。最近几年来外洋大都输气管道的压力已从初期的4.5~6.4MPa前进到8.0~12MPa,有的管道则到达了14~15.7MPa,从而使输气管的钢级也响应地前进。今朝,外洋的大口径输气管已遍及接纳X70钢级,X80起头进进小范围的支配阶段,X100也研制胜利,并动手研制X120。
21世纪是我国输气管扶植的岑岭期间。“西气东输”管线接纳大口径、高压保送管的方式。这条管线全长4167km,保送压力为10MPa,管径为1016mm,接纳的钢级为X70、厚度为14.6mm,20℃的横向打击功为≥120J。这一钢级、规格、韧性级别今朝国际已出产,并且品德到达国际程度。是以,出产这类规格的高强度、高韧性管线钢对我国此后接纳国产管线钢出产大口径、高压输气管具备非常严峻的计谋意思。
大口径高压保送及接纳高钢级管材是国际管道工程成长的一个首要趋向:
(1)国际对管线用钢的须要以X70级为主,新线方针定位在X80级热轧宽钢带和X100级刻薄板的出产,以顺应今朝10MPa和近期14MPa以上保送压力的设想。
(2)此后保送的天然气不再是经脱水、脱H2S处置的“甜气”,而将是未经处置的“富气”(PH2S≤300Pa),为此必须前进管线用钢的抗氢致开裂和抗H2S应力侵蚀的性能。
(3)国际已具备70万t以上螺旋焊管的制管才能,但大口径直缝埋弧焊管的产能和品德还不能知足工程的须要,持续局部入口制品管将不可防止。从研发根本和出产手艺的难度而言,具备杰出的抗H2S应力侵蚀机能的高强度品级管线用钢的开辟该当列为科技攻关的重中之重。