管线钢--课程设计论文
洛阳理工学院X80管线钢毕业设计
X80液化石油管线钢焊接工艺研究摘要随着全球能源需求的不断增加，石油天然气输送管道不断向高钢级、高压、大管径的方向发展。
X80 管线钢是控轧控冷（TMCP）的微合金低碳钢，由于其钢材中马氏体和贝氏体独特的线性分布，使其在强度很高的条件下还保持了一定的塑韧性，成为管线建设的首选材料。
本文以X80钢的焊接工艺为研究对象，对高钢级管线钢的国内外应用情况，研究发展状况进行深入了解，并重点对X80管线钢焊接工艺设计过程、焊缝的组织性能分析，焊后热处理进行研究。
采用显微镜组织观察，力学性能测试等方法，分析了解焊接过程中焊缝和热影响区金相组织的变化；结合接头组织性能分析，对焊接工艺设计参数进行优化，取得良好效果；并模拟焊后热处理（单一回火），探索焊后的优化焊接效果的措施。
通过研究实验，从焊前、焊中、焊后各方面对X80管线钢的焊接工艺有了全面的了解。
关键词：X80管线钢，焊接工艺设计，金相分析，模拟热处理X80 PIPELINE STEEL STUDIED ON WELDING PROCESSABSTRACTWith the increasing of global energy demand, high grade steel, high pressure, large diameter oil and gas pipelines become the inevitable trend. X80 pipeline steel is controlled rolling and controlled cooling (TMCP) micro alloyed low carbon steel, due to its steel in martensite and bainite body the unique linear distribution, the under the condition of high strength also maintained a certain plasticity and toughness, become the material of choice for pipeline construction.This topic to X80 pipeline steel welding process is the research object, the high grade pipeline steel at home and abroad application, research and development status of in-depth understanding, and focus on X80 pipeline steel welding process design, weld microstructure and properties analysis, the welding simulation of heat treatment were studied. The microscope observation, mechanical properties test and analysis knowledge of welding microstructures of weld and heat affected zone crystal phase in the process of change; combined with the analysis of the microstructure and properties of welded joint, to optimize the design parameters of welding process, and achieved good results; and simulated post weld heat treatment (single tempered), explore welding after optimizing welding effect measures. Through experimental research, from all aspects of the welding process of X80 pipeline steel before welding, welding, after welding, have a comprehensive understanding of.KEY WORDS:X80 pipeline steel, Welding process, Metallographic analysis,Simulated heat treatment目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 X80管线钢 (2)1.2 国外管线钢的研制与发展概况 (3)1.2.1 管线钢的发展概述 (3)1.2.2 X80管线钢的研制与应用 (5)1.3 X80管线钢国内的研发概况与市场前景 (7)1.4 X80及以上钢级管线钢工程应用中存在的问题 (8)1.5 本章小结 (9)第2章实验材料和方法的选择 (10)2.1 试验材料 (10)2.2 实验方案及方法 (11)2.2.1 焊接工艺设计 (11)2.2.2 组织与性能的测定 (11)2.2.3 模拟焊后热处理 (12)2.3 本章小结 (12)第3章X80钢的焊接工艺设计 (13)3.1 X80管线钢的焊接性分析 (13)3.1.1 焊接裂纹倾向 (13)3.1.2 HAZ的软化 (13)3.1.3 焊缝与管材的强韧匹配 (13)3.2 焊接工艺准备 (14)3.2.1 管材的特性 (14)3.2.2 焊接设备 (14)3.2.3 焊材的选择 (14)3.2.4 坡口设计 (15)3.2.5 焊接母材清理 (16)3.3 焊接工艺 (16)3.3.1 焊接工艺参数 (16)3.3.2 焊接过程中出现的问题以及解决方案 (17)3.4 接头力学性能测试 (18)3.5 现场焊接工艺要点 (19)3.5.1 根焊 (19)3.5.2 填充焊 (19)3.5.3 盖面焊 (19)3.6 本章小结 (19)第4章接头组织与性能分析及工艺优化 (21)4.1 前言 (21)4.2 接头显微镜组织分析 (21)4.3 焊接接头夹杂物分析 (23)4.4 工艺的优化 (23)4.5 本章小结 (24)第5章焊后热处理实验 (25)5.1 前言 (25)5.2 焊后热处理实验 (25)5.2.1 金相组织 (26)5.2.2 力学性能 (27)5.3 实验结果分析 (28)5.4 本章小结 (28)结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)外文资料翻译 (33)前言随着全球能源需求的不断增加，石油天然气输送管道不断向高钢级、高压、大管径的方向发展。
管线钢生产
2.管线钢的性能要求
屈强比要求
标准或规范名称 API Spec 5L ISO3183-2 ISO3183-3 GB9711.1 CAN3-Z245.1-86 TransCanada P-40 Snampragetti Spc/TB-F-700 SHELL GROUP L-3-2/3 PEMEX TSA-001 DNV 海上钢管安全规范 ARCO 4957－ALC－SS－L－1001 俄 75－86
对屈强比的规定 X80扩径管：YR≤0.93，其他无要求
X42-x52：YR≤0.85，X60-X80，R≤0.9
X42-x52：YR≤0.90，X60-X80，YR≤0.92
无要求 无要求
YR无要求，但要求均匀延伸率大于10％ 高于X65的扩径管YR≤0.90，其余≤0.85
YR≤0.90 YR≤0.85
管道名称 位 置
Zeepipe
挪威－比利时
Slabe Island 加拿大
Souris Valley 美国－加拿大
FLAGS
苏格兰
Ruhrgas
德国
Iroqnois
加拿大－美国
Alliance
加拿大－美国
运行压力 输送介质
（MPa）
15.70
天然气
15.30
天然气
15.00 14.01
CO2 天然气
445
530
X70
480
565
X80
550
620
X85
590
655
2.管线钢的性能要求
屈强比要求
屈强比越低，钢管从开始塑性变形到最后断裂的变形 容量越大，因而也越安全，国际上大部分石油公司对 屈强比的要求小于等于0.9;
管线钢综述
管线钢综述欧阳高凤摘要：本文对管线钢的大概发展历程、成分冶金、显微组织、力学性能、轧制工艺、焊接性及焊接工艺进行了论述，从而能够了解管线钢的发展，为课题研究打下基础。
关键词：管线钢成分显微组织力学性能生产工艺焊接工艺发展1 管线钢的大概发展历程半个多世纪以来，随着石油和天然气的开发和需求量的增加，从而带动了管线钢的发展。
由于管道运输具有经济、方便、安全等特点，进入二十一世纪以来，管线钢呈现蓬勃发展的趋势。
我国管线钢的应用和起步较晚，过去已铺设的油、气管线大部分采用Q235和16Mn钢。
我国开始按照API标准研制X60、X65管线钢，并成功地与进口钢管一起用于管线铺设。
90年代初宝钢、武钢又相继开发了高强高韧性的X70管线钢，随后成功研制了X80管线钢，X70和X80管线钢已大量应用于油气管道运输中。
近几年开发的高强韧的X100和X120管线钢还处在试验阶段，应用方面还比较少。
在我国，石油、天然气的运输基本上已经实现了管道运输。
但是与世界上工业发达国家相比，国内的管道运输在质量上和数量上都存在很大差距。
中国虽然为世界的主要石油出产国之一，但输油输气的管道不足世界管线总长度的百分之一，而且普遍存在输送压力低、管径小的缺点。
随着我国油气资源的进一步开发利用，西气东输的工程实施，油气管线向长距离、大口径发展是必然趋势。
下面从管线钢的冶金成分、显微组织、力学性能、生产工艺及焊接工艺等方面，进一步较详细的介绍管线钢的发展。
2 管线钢的冶金成分的发展管线钢和其他的微合金钢一样，都是在传统的C-Mn钢的基础上加上合金元素。
合金元素主要以Nb、Ti、V或少量的Mo、Cu、Ni、Cr及B为主，以这些合金元素来对管线钢进行合金设计，以达到不同的强度等级及性能要求。
管线钢的冶金成分的发展大致经历三个阶段。
第一阶段为1950年以前，是以C-Mn和C-Mn-Si钢为主的普通碳钢，强度级别在X52以下。
第二阶段为1950-1972年，在C-Mn钢的基础上引入微量的Nb、Ti、V，通过相应的热轧和轧后处理工艺，提高了钢的综合性能，生产出X60及X65级别的钢。
管线钢 论文讲解
摘要目前我国经济发展迅速，对石油天然气的需求日益旺盛。
大直径管道作为石油天然气安全经济有效的输送途径之一，随着西气东送等大建设项目相继投入，国家已将其放在了优先发展的位置。
我国管线钢的应用和起步较晚，过去已铺设的油、气管线大部分采用Q235和16Mn钢。
“六五”期间，我国开始按照API标准研制X60、X65管线钢，并成功地与进口钢管一起用于管线敷设。
90年代初宝钢、武钢又相继开发了高强高韧性的X70管线钢，并在涩宁兰管道工程上得到成功应用。
国外天然气高压输送采用高钢级钢管呈强劲的发展趋势。
微合金钢控轧技术在管线钢中的应用使得管线钢不再进行正火而大大降低了生产成本，同时微合金元素的作用使得晶粒进一步细化。
现代管线钢在组织结构上的一个重要标志是针状铁素体或低碳贝氏体。
针状铁素体或超低碳贝氏体的组织特点使高钢级管线钢在获得高强度的同时仍具有优良的韧性。
针状铁素体对韧性的贡献首先归结于它的多位向析出形态。
针状铁素体与母相之间特定的晶体学关系，不同方位的针状铁素体分别按不同的K-S关系从奥氏体中析出，获得的针状铁素体尺寸参差不齐，彼此交叉分布，其间具有大角度晶界，因而对裂纹扩展具有阻止作用。
关键词：管线钢；低碳贝氏体；DWTT；第一章 X80管线钢的概述1.1 X80管线钢简介目前我国经济发展迅速，对石油天然气的需求日益旺盛。
大直径管道作为石油天然气安全经济有效的输送途径之一，随着西气东送等大建设项目相继投入，国家已将其放在了优先发展的位置。
为了降低管线建设和运营成本，提高管线安全性和可靠性，高压大口径管线用钢不仅要具有更高强度还要具有更高韧性，所以建设高压长距离输送管线是解决长时期、大规模运输天然气的主要措施，并且我国今后将在国外寻找油资源通过海运或管道输送至国内。
目前我国石油天然气管道中应用最广的是X65和X7O针状铁素体管线钢[1],因此，国内钢铁企业为了占据市场有利位置，纷纷投入巨资进行高等级管线钢的开发与生产。
L415MPSL2管线钢的研发
所示
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管线钢
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。
X80管线钢焊接工艺及可靠性研究－－天津大学博士学位论文
天津大学博士学位论文X80管线钢焊接工艺及可靠性研究姓名：***申请学位级别：博士专业：材料加工工程指导教师：***20050601盔鲨查羔１兰±：兰堕笙兰表２—７为宝钢研制的Ｘ８０管线钢化学成分Ｔａｂｌｅ２－７ＣｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆＸ８０（ｗｔ％）另外，Ｘ８０钢是高度的“洁净钢”，现代冶金技术的发展已经能够确保杂质元素和气体元素低或超低。
目前国外管线钢的纯净度可达到Ｓ≤５×１０‘４％、Ｐ≤５０×１０４％、Ｎ≤２×１０４％、Ｏ≤１０×１０‘４％、Ｈ≤１×１０‘４％。
２．３Ｘ８０管线钢及其焊接接头的金相组织测试及分析对所研究的Ｘ８０管线钢及其焊接接头（焊接工艺方案：ｓＴＴ半自动焊＋焊条电弧焊）进行了金相组织测试。
由焊缝金属组织图２．１可以看出细长的柱状晶的方向性。
从图２－１还可以看出其组织为：针状铁素体＋粒状贝氏体＋黑色点状珠光体组织＋少量的块状铁素体。
图２—２是熔合线附近的组织。
可以看出熔合区的金相组织主要是粒状贝氏体，（ａ）图２－１焊缝金属组织ＭｉｃｒｏｃｍｃｔｕｒｅｏｆＷｅｌｄＦｉｇ．２－１翌，！兰塑壁垒型垡二立壁坌丝垫生垡堡兰塑型堕塞（ａ）Ｃａ）图２－２熔合线附近组织Ｆｉｇ．２．２ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＦｕｓｉｏｎＺｏｎｅ图２－３细晶区组织Ｆ蟾．２－３ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＦｉｎｅＣｒｙｓｔａｌ（ａ）图２－４母材显微组织Ｆｉｇ．２－４ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＢａｓｅＭｅｔａｌ２０（ｂ）∞（”尽管熔合医较窄，但其晶粒粗大，组织不均匀，对焊接接头强度、塑性都有很大影响，在许多情况下，该区是产生裂纹和局部脆断的发源地。
焊缝与粗晶区可以看到明显的分界处，即熔合线部位，两部分组织对比鲜明。
粗晶区组织如图２－３为分布很不均匀的粗大的板条状马氏体＋粒状贝氏体。
细晶区组织晶粒细小，有大量的针状铁素体＋片状铁素体＋黑色点状珠光体、＋大量的灰黑色粒状贝氏体。
管线钢
管线钢总结资料1 合金化原理管线钢中固溶元素和微合金化元素的选择根据其在钢中的作用和轧制过程的金相组织而定的。
固溶元素主要有Si、M n、Mo、Cu、N i、Cr、C 和N。
这些固溶元素在高强度低合金钢中主要起固溶强化作用, 但几乎所有的固溶元素(除N i 外) 对钢的韧性都不利, 尤以元素C、N 为甚。
微合金化元素主要有Nb、V、Ti、Al 和B。
这些元素主要起细晶强化和析出强化的作用。
目前在钢中加入Nb、Ti、V 等微合金化元素已得到广泛应用, 加入量均在0.1% 以下。
1.1 碳碳是传统的钢的强化元素, 而且也是最经济的元素, 随着碳含量增加, 钢的强度增加而韧性、焊接性能降低。
国际焊接学会( I.I.W ) 规定了描述影响钢的焊接性的两个指数C eq= C+ M n/6+ (Cr+ Mo + V )/5+ (N i+Cu)/15和P cm = C+ (M n+ Cu+ Cr)/20+Mo/15+V/10+Si/30+Ni/60+5B。
上两式中前者在高碳时比较适用，在w (C) ≤0. 12 %时,应采用上述的Pcm 表达式来反映管线钢的焊接性能。
从上两式可以看到碳是影响焊接性的最敏感元素。
图1 为预测焊接裂纹敏感性的Graville 图, 可见碳含量小于0.1% 的区域具有良好的焊接性。
因此, 许多年来, 为了使管线钢获得更好的焊接性能, 国际上管线钢的含碳量逐年下降, 正朝着超低碳方向发展。
其碳含量的降低所带来的钢的强度的下降, 则需用其它方法来加以弥补。
然而对管线钢而言, 碳含量并不是越低越好。
Tadaak i Taira 等人研究了不同含碳量的管线钢热影响区韧性变化的情况, 他们发现当钢的含碳量小于0.01% 时, 由于间隙碳原子的减少和热循环后N b (CN ) 的沉淀析出而弱化了晶界, 使热影响区晶界相对脆化。
由于控轧控冷工艺和微合金化技术的日趋成熟, 同时为改善焊接热影响区( HAZ) 的性能, 钢中的碳含量逐渐降低,X80 、X100 钢级管线钢碳含量应在0.06 %以下为宜。
管道用钢
2.高韧性 韧性是管线钢的重要性能之一,它包括冲 击韧性、断裂韧性等。 由于韧性的提高受到强度的制约 , 因此管 线钢生产常常采用晶粒细化这种唯一既可 提高强度又能提高韧性的强韧化手段,另外, 夹杂物对管线钢的韧性具有严重的危害性 , 因此 , 降低钢中有害元素含量并进行夹杂物 变性处理是提高韧性的有效手段。
我国在70年代初开始建设大口径长输管 道，著名的“八三”管道会战建设了大庆 油田至铁岭、由铁岭至大连、由铁岭至秦 皇岛的输油管道，解决了困扰大庆原油外 输问题。 该管道设计管径φ720mm，钢材选用 16MnR，埋弧螺旋焊管，壁厚6～11mm。 焊接工艺方案为：手工电弧焊方法，向上 焊操作工艺；焊材选用J506、J507焊条， 焊前烘烤400℃、1小时，φ3.2打底、φ4填 充、盖面；焊接电源采用旋转直流弧焊机； 坡口为60°V型，根部单面焊双面成型。
1.涩宁兰输气管道工程，全长950公里，已于2000年5月 开工建设，已接近完工，天然气已送到西宁； 2.忠县至武汉输气管道工程，全长760公里，前期准备 工作已获得重大进展，在建的11条隧道已有4条贯通； 3.石家庄至涿州输气管道工程，全长202公里，已于 2000年5月开工建设，已完工； 4.石家庄至邯郸输气管道工程，全长约160公里； 5.陕西靖边至北京输气工程复线；陕西靖边至西安输气 管道工程复线； 6.陕甘宁至呼和浩特输气工程，全长497公里； 7.海南岛天然气管道工程，全长约270公里；山东龙口 至青岛输气管道工程，全长约250公里；
二、管线钢的性能要求
1.高强度 为了提高输送效率,对大型油、气田的输送 和管线设计而言,倾向于提高工作压力和输送 管径,因此,对管线钢的强度要求越来越高。 目前,管线钢的强度已由最初的 σs≥289MPa(X42),提高到σs≥482MPa(X70)、 σs≥ 551MPa(X80),而X100也在开发之中。管线 钢的强度包括拉伸强度(σb)和屈服强度(σs)。强 度随材料成分的不同变化很大,而处理状态不 同,强度变化也很大。一般来说,钢的屈服强度 增加其塑性、冲击功等将减少,因此,促使人们 通过固溶强化、晶粒细化等强化手段来使管线 钢达到要求的性能。
管线钢工艺设计概要
3.2炉外精炼的任务：
炉外精炼是把由炼钢炉初炼的钢水倒入钢包或专用容器内进一 步精炼的一种方法，即把一步炼钢法变为二步炼钢法。炉外精炼可 以完成下列任务： （1）降低钢中的硫、氧、氢、氮和非金属夹杂物含量，改变夹杂 物形态，以提高钢的纯净度，改善钢的机械性能； （2） 深脱碳，在特定条件下把碳降到极低含量，满足低碳和超低 碳钢的要求； （3） 微调合金成分，将成分控制在很窄的范围内，并使其分布均 匀，降低合金消耗，提高合金元素收得率；将钢水温度调整到浇铸 所需要的范围内，减少包内钢水的温度 梯度。
1.2技术要求
（1）高强度。管线钢的强度指标主要有抗拉强度和屈服强度。在要 求高强度的同时，对管线钢的屈强比（屈服强度与抗 拉强度）也提出了要求，一般要求在0.85-0.93的范 围内。 （2）高冲击韧性。管线钢要求材料应具有足够高的冲击韧性（起裂、 止裂韧性）。对于母材，当材料的韧性值满足止 裂要求时，其韧性一般也能满足防止起裂的要求。
3.3 RH和其他的精炼设备相比，真空度较高， 适合于精炼超低碳钢时钢水的剧烈沸腾
RH精炼图：
3. 4RH-TOP设备组成：
钢包提升系统、真空室系统、真空室输送系统、顶枪系统、煤 气预热系统、自动测温取样系统、真空系统、合金加料系统、喂 丝覆盖剂自动加入系统、真空室维修及更换系统、真空室换衬和 预热系统
国外管线钢生产工艺图如下表3所示： 表3 国外一些生产厂家管线钢的生产工艺流程
2.1转炉冶炼超低硫钢的生产工艺
生产超低硫钢，应包括铁水预处理、转炉冶炼和钢水精炼 3个基本功序。
铁水脱硫技术 前期脱磷 铁水预处理 转炉冶炼 脱氮技术 炉外精炼 铁水脱磷技术 出钢深磷脱技术
冶炼管线钢的工艺设计
【精品完整版】石油化工管线钢
石油化工毕业论文摘要X80管线钢是我国西气东输二线工程中应用的主要材料，但是正处于腐蚀事故多发阶段。
土壤是造成管线钢腐蚀的重要因素，土壤中的SO42-是引起管线腐蚀的一个重要离子。
本文以X80管线钢为研究对象，通过浸泡实验考查了SO42-在模拟高pH值强碱性土壤溶液中均匀腐蚀和点腐蚀的影响，此外，也考查了退火后的X80钢在含有SO42-离子的模拟溶液中的腐蚀行为。
通过金像显微镜对X80钢试样表面显微腐蚀形貌进行了观察，并且探讨了硫酸根离子实验结果发现：在模拟强碱性溶液环境中，随溶液中硫酸根离子含量的增加，X80管线钢的腐蚀速率会加快。
通过实验，X80经过650℃保温3h后的组织在硫酸根离子浓度为1.4%的高pH值强碱性溶液中的耐腐蚀性较差。
探讨了碱性硫酸根离子对X80钢的原始状态的组织和经过退火后的组织耐腐蚀性能的原因以及过程。
在模拟碱性溶液中硫酸根离子含量越高，X80钢试件上的蚀坑密度越大。
关键词：X80钢，NaHCO3/Na2CO3, SO42-，腐蚀，退火AbstractX80 pipeline steel is the application of China's West-East Gas Pipeline Project in the primary material, but is in the corrosion of the accident-prone stage. Soil is an important factor causing corrosion of pipes, soil SO42-is an important cause corrosion of pipes, ion. In this paper, X80 pipeline steel for the study, was examined by immersion test in simulated high SO42- alkaline soil solution pH, corrosion and pitting corrosion effects, in addition, it examines the X80 steel after annealing in the presence of SO42 ion simulation solution corrosion. By golden statue as the microscope microscopic corrosion of X80 steel sample surface morphology were observed, and discusses the experimental results showed that sulfate ions: alkaline solution in a simulated environment, with the sulfate ion content in solution increases, X80 pipeline steel corrosion rate will accelerate. The experiment, X80 650 ℃ for 3h after the organization after the sulfate ion concentration in 1.4% of the high alkaline pH, the corrosion resistance of the solution worse. Of the alkaline sulfate on X80 steel in the original state of organization and the organization after annealing the corrosion resistance of the reasons and process.The higher sulfate ion content is in the Alkaline solution of simulation, the greater X80 steel specimen of density of pits is.Key words：X80，NaHCO3/Na2CO3，SO42-,Corrosion, Annealing。
X80管线钢合金化设计及制管工艺研究
X80管线钢合金化设计及制管工艺研究本文对X80管线钢的合金化设计及原始显微组织进行了研究分析，并阐述了目前X80管线钢主要制管工艺的过程及原理，分析了不同管坯成形方法对材料原始性能的影响。
研究表明，X80管线钢中最主要的强化元素为Mn，同时添加Nb、Ti、V等合金微量元素，使显微组织主要为针状铁素体，具有高强度和高韧性；UOE成形和JCOE成形的X80管线钢钢管内均存在较为复杂的应力分布，而UOE成形相比JCOE成形的管坯残余应力小，分布更均匀。
标签：X80管线钢；合金化；UOE成形；JCOE成形0 引言随着生产生活对油气资源需求量的不断增加，油气管道的输送正朝着增大压力和管径的方向发展。
如今的管道建设主要以大压力、长距离、大管径输送为特征[1]，因此如何长距离安全高效的运输油气，已经成为当今科学研究的一个重要课题。
大口径、长距离的高压输送管线具有运量大、安全可靠、成本低等优势，因而使用高等级、大壁厚管线用钢呈现出越来越强的发展态势[2]。
20世纪60年代以来，高强度管线钢已逐渐在世界各国的油气运输中得到使用。
近年来以X70级管线钢为主，但随着X80级管线钢的大规模应用，X80级管线钢已逐渐成为目前高压输送天然气管线的首选钢级。
1 X80级管线钢的合金化一般情况下，提高钢材的强度会损害材料的韧性，而细化晶粒可以在提高强度的同时不损害韧性。
通过第二相粒子的弥散分布，可以阻止晶粒长大而使晶粒细化，也可以通过添加合金元素的方法获得细化的晶粒[3]。
X80级管线钢是通过优先获得最大程度的晶粒细化，并平衡不同机制的贡献，使脆性转变温度降低和强度提高。
因此，X80管线钢中的微合金元素的选择及有害元素含量的控制就显得尤为重要。
由表1-1可以看出，C含量小于0.06%，Mn含量在1.5～2.0%之间。
虽然C 是钢中最经济、最基本的强化元素，但提高C含量会降低钢的延展性和韧性，同时对管道的焊接具有负面影响。
因此，降低C含量有助于提高钢的延韧性，改善钢的焊接性能。
金属材料课设论文资料
`课程设计论文题目：一种超低碳微合金针状铁素体钢的设计学院:理学院专业:材料物理学号:201307120057学生姓名:杜文兵指导教师:吴开明张莉芹日期:2016.5.6摘要目前我国西气东输等大型项目相继投入使用，国家对于管线钢的需要日益增加。
为降低管线建设和运营成本，我国急需设计出高性能低成本的管线钢。
而要生产出更高强韧性的管线钢就必须对其进行合理的合金设计。
实验根据管线钢的性能设计出了一种合理的合金成分。
并通过JMatpro软件模拟计算样品的CCT、TTT曲线，分析针状铁素体的转变温度并设计合适的热处理工艺。
关键字：热处理；微合金化；管线钢；成分设计AbstractSome large projects such as West-Esat gas transmission are being constructed in our country right now.The need for pipeline steel increase day by day.Our country need to design a high-performance and inexpensive pipeline in order to reduce cost of pipeline construction.In order to produce further high strength and toughness pipeline steel,alloy design must be reasonable done.We designed a reasonable alloy composition on the basic of performance of pipeline in the experiment.And we analyze the transition temperature of the ferrite and design appropriate heat treatment process by JMatpro software simulation samples CCT, TTT curve.Keywords:Heat treatment; Micro alloying;Pipeline steel;Composition design目录摘要 (1)Abastract (2)1 文献综述 (4)1.1 前言 (4)1.2 管线钢生产工艺 (4)1.3 针状铁素体组织形态 (5)1.4 针状铁管线钢中合金元素的选取 (5)2 管线钢轧制工艺要求 (7)2.1 加热 (7)2.2 粗轧 (7)2.3 代温 (7)2.4 精轧 (7)2.4 精轧 (7)2.5 冷却 (7)3 钢种设计 (7)3.1 成分设计 (7)3.2 JMatpro计算软件模拟TTT和CCT曲线 (8)3.3 工艺流程 (10)3.4 强度分析................................... 错误!未定义书签。
管道专业毕业设计论文
管道施工技术实例研究目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)绪论 (Ⅲ)第一章管道工程概述 (1)1.1 管道及其类型 (1)1.2 管道工程的应用 (2)第二章输水管及其接口技术分析 (3)2.1 输水管简介 (3)2.2 螺旋钢管简析 (3)2.2.1 螺旋钢管 (3)2.2.2 螺旋钢管及其标准分类 (4)2.2.3 螺旋钢管生产工艺 (4)I扬州职业大学毕业设计（论文）2.2.4 螺旋钢管工艺性能 (5)2.3.5螺旋钢管用途 (7)2.2.6 螺旋钢管的发展前景 (7)2.3 输水管的柔性接口口技术 (7)2.3.1输水管一般接口技术 (8)2.3.2 柔性接口 (8)2.3.2.1 柔性接口的共性与个性 (8)2.3.2.2 胶圈接口的分类及特点 (8)2.3.2.3 柔性接口的优点 (10)2.3.2.4 柔性接口与钢管的现场对焊焊接接口对比分析 (11)2.3.2.5 柔性接口的现状与发展 (11)第三章输水管施工工艺实例分析 (12)3.1 工程概况 (12)3.2 管沟开挖 (13)3.3 布管 (17)3.4 破口加工及管道对接 (17)3.5 管道焊接 (18)3.6 施工中出现的问题 (21)3.7 顶管施工 (22)3.8 现场防腐补扣补伤 (31)3.9 检查验收 (32)第四章结论与建议 (33)4.1 小结 (33)4.2 管道相关建议 (34)致谢 (35)参考文献 (36)摘要本文主要分析管道的基本概念性能特征以及管道施工的基本工艺流程，从管道的定义、分类、作用和生产工艺性能、用途、施工工艺等几个方面分析，重点分析了螺旋钢管及其柔性接口技术、顶管施工，其中施工质量影响因素及其控制方式是重点内容。
结合中能取水口改造工程实例分析，从基本的工程概况、管沟开挖、布管、坡口加工及管道对接、管道焊接、施工中出现的问题、顶管施工、现场防腐补伤补扣、检查验收等九个方面较为详细的介绍了输水管道施工步骤及其方法。
管线钢的开发与应用
钢管线钢的开发与应用郑磊高珊陈钰珊（宝山钢铁股份有限公司）摘要介绍了宝钢管线钢板卷的开发和应用。
通过对高强度高韧性管线钢、具有抗HIC性能管线钢和大口径输气管线用厚规格的针状铁素体X70管线钢的研究开发，宝钢已形成自己的X系列管线钢的成分和工艺体系。
产品质量稳定，已在西气东输工程、土耳其输气管线工程等国内外重要管线工程中得到成功的应用。
关键词管线钢强度韧性针状铁素体X70 宝钢DEVELOPMENT OF PIPELINE STEEL AT BAOSTEEL AND ITSAPPLICATIONSZHENG Lei GAO Shan CHEN Yushan(Baoshan Iron & Steel Co., Ltd.)ABSTRACT The development of pipeline steel strip coil at Baosteel and its applications is briefly summarized. The pipeline steel of high strength and high toughness, the pipeline steel with HIC - resistance, as well as the heavy gauge X70 with acicular ferrite for large diameter ags linepipe have been studied and developed at Baosteel. The Composition and technology system,as well as quality control system for X grade pipeline steel have been gradually established at Baosteel. The quality of the steel is stable. The products are applied in both domestic and overseas pipeline pro-jects such as West-east pipeline project and Turkish gas pipeline project and so on.KEY WORDS pipeline steel, strength, toughness, acicular ferrite, X70 , Baosteel1 前言管线输送具有高效、经济、安全、无污染等特点，是长距离运输石油天然气的有效工具。
管线钢合金设计及其研究进展
行业综述管线钢合金设计及其研究进展*高惠临(西安石油大学材料科学与工程学院,西安710065)摘 要:详细介绍了管线钢合金设计的基本特征低碳或超低碳的微合金化和多元合金化,着重论述了以超高强度为目标的硼合金设计,以高温轧制工艺技术(HTP)为依托的高Nb 合金设计和基于防止焊接热影响区脆化的微T i合金设计等管线钢合金设计的几个重要进展。
关键词:管线钢;合金设计;高温轧制工艺(HTP)中图分类号:TG135+.1 文献标志码:A 文章编号:1001-3938(2009)11-0005-08P ipeli n e Steel A lloy Design and Its Research P rogressGAO H u i lin(School of M aterial S cience and Eng ineering,X i!an Shiyou Universit y,X i!an710065,China) Abstrac t:It deta iled l y i ntroduced basic charac teristi cs o f p i pe li ne a lloy desi gn m icro all oy i ng of l ow C arbon or u ltra lo w Ca rbon and mu lti a ll oy i ng,and e m phasized B a lloy desi gn target t o u ltra h i gh streng t h,hi gh Nb a lloy desi gn based on hi gh te m perature process and ti ny T i a lloy design based on preven ting HA Z e mb rittle m ent.K ey word s:p i pe li ne stee;l a lloy des i gn;hi gh te m perature process(HTP)0 前 言合金设计是获得高性能管线钢的重要基础。
小度写范文[管线钢的化学成分和性能分析]管线钢性能模板
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[管线钢的化学成分和性能分析]管线钢性能管道运输石油和天然气是最经济、最方便、最主要的运输方式之一，随着国内石油和天然气工业的发展，油气管道建设取得了长足的进步。
“西气东输”工程西起新疆轮南，东至上海，全长4000 km，设计输气压力10 MPa，管径最大1016 mm，在国内管道发展史上具有划时代的意义。
“西气东输”工程极大地推动了我国管线钢的发展，为管线钢的发展创造了契机。
目前，我国宝钢、武钢和太钢等企业生产X70级以下管线钢的工艺技术已经成熟，并已形成一定的生产批量，X80级以上管线钢也在研发过程中。
为保障管线的安全可靠性，在提高管线钢强度的同时，还要相应提高其韧性。
管线钢在成分设计上，大体上都是低碳、超低碳的Mn-Nb-V （Ti ）系，有的还加入Mo 、Ni 、Cu 等元素。
现代冶金技术可以使钢有极高的纯净度、高的均匀性和超细化晶粒，从而为管线钢的发展创造了条件。
1管线钢的力学性能和工艺性能1.1 强度和韧性由于输气管道输送压力的不断提高，管线钢的强度也由最初的295～360 MPa（相当于API 标准的X42～X52级管线钢）提高到526～703 MPa（相当于X80～X100级管线钢）。
西气东输管线对钢材的性能要求见表1［1］。
高强度管线钢的屈强比也是管线钢中的一个重要指标。
屈强比表示材料的塑性变形能力，即材料从屈服到最后断裂过程中材料的强度和变形能力，屈强比越低，钢管从产生始塑性变形起到最后断裂的形变容量越大。
随着输送压力的增高，就需要使用更高强度的钢管，而高强度钢管的屈强都比较高。
在很多管线钢管的技术规范中都对材料的屈强比做了限制，大部分技术要求都把屈强比限制在不大于0.90。
包辛格效应（Bauchinger Effect）是管线钢强度设计时应充分考虑的问题。
实践证明，制成管后总体的包辛格效应表现为钢管的抗拉屈服极限下降，其下降值与钢管的钢材等级、轧制工艺、化学成分、金相组织、制管工艺和制样方法等诸多因素有关，难以准确估计更无法计算。
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`课程设计论文题目：管线钢成分及其生产工艺设计Pipeline steel composition and its production process design学院: 理学院专业: 材料物理学号:学生姓名:指导教师:日期: 2012.6.25摘要 (3)1.前言 (5)1.1 管线钢的概念、发展历程及现状 (5)1.2管线钢的级别及其性质 (6)1.3合金元素的作用 (8)1.4管线钢生产工艺 (9)1.4.1 控扎的阶段划分 (9)1.4.2控扎的工艺参数 (9)1.4.3 控制冷却 (10)1.4.4焊接工艺 (10)2.性能计算及分析 (11)2.1成分设计 (11)2.2屈服强度的计算 (11)2.3焊接性的要求的计算 (12)3. TTT、CCT曲线的J-Matpro模拟及其分析 (13)3.1钢的CCT曲线的J-Matpro模拟及分析 (13)3.1.1对CCT曲线的分析 (13)3.2钢的TTT曲线的J-Matpro模拟及分析 (14)3.2.1对ＴＴＴ曲线的分析 (14)3.2.2合适的生产工艺 (15)4.管线钢的金相照片 (15)5小结 (16)摘要目前我国经济发展迅速，对石油天然气的需求日益旺盛。
大直径管道作为石油天然气安全经济有效的输送途径之一，随着西气东送等大建设项目相继投入，国家已将其放在了优先发展的位置。
为了降低管线建设和运营成本，提高管线安全性和可靠性，高压大口径管线用钢不仅要具有更高强度还要具有更高韧性[1,2]，所以建设高压长距离输送管线是解决长时期、大规模运输天然气的主要措施，并且我国今后将在国外寻找油资源通过海运或管道输送至国内。
目前我国石油天然气管道中应用最广的是X65和X7O针状铁素体管线钢[l,3],因此，国内钢铁企业为了占据市场有利位置，纷纷投入巨资进行高等级管线钢的开发与生产。
本文旨在对X80管线钢成分及其生产工艺的设计，实现高性能、低成本的目标。
关键词：管线钢成分设计生产工艺高性能低成本AbstractAt present, China's rapid economic development is increasing demand for oil and natural gas. As one of the safe and economic delivery ways of oil and natural gas, large-diameter pipe has been put on the location of the priority development by government, with the West-East Gas Transmission and other large construction projects having been put. In order to reduce pipeline construction and operating costs and to improve pipeline safety and reliability, high pressure large diameter pipeline steel is not only higher strength but also has a higher toughness, the construction of high-pressure long-distance transmission pipeline is the solution for long period and the main measures for large-scale transport of gas . In the future our country will be in foreign countries looking for oil resources by sea or pipeline conveying to domestic. Currently the most widely used in China's oil and gas pipelines is X65 and X7O acicular ferrite pipeline steel, Therefore, in order to occupy a favorable position in the market, the domestic iron and steel enterprises have invested heavily in the development of high-grade pipeline steel production. This paper aims to design of X80 pipeline steel composition and its manufacturing process to achieve high performance, low-cost target.Key words:pipeline steel component design production process low-cost high-performance1.前言1.1 管线钢的概念、发展历程及现状管线钢是指用于输送石油、自然气等的大口经焊接钢管用热轧卷板或宽厚板。
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。
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。
管线钢主要用于制造石油天然气输送钢管,对强度、韧性、焊接性能、成型性能、抗疲劳性能等要求极为严格,其工艺复杂、生产难度大。
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：（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。
世界第一条原油输送管道是1865年建在美国宾西法尼亚州从油田到火车站的口径2英寸长9754米的管道；到目前为止，世界石油和天然气管道总长200万公里以上，最大的口径1420mm，壁厚25mm。
世界著名的输油、输气管道有美国的阿拉斯加输油、输气管道、俄罗斯的友谊输油管、沙特阿拉伯的东－西输油管、美国西－东输油管、北海油田的海底管线等。
本世纪60年代以前，采用X42、X46、X52、X56，1960年以后提高到X60，60年代后期采用X65，1973年开始使用X70，现在主要使用X70，并且开发出X80和X100等级别的管线钢。
现代管线的发展是高压输送，对强度、韧性要求高；1870年 0.25MPa1950-1960 6.2MPa1970-1980 10MPa1998 14MPa目前，管道运行压力最高16MPa，我国西气东输工程为10MPa。
另外由于采用富气输送策略，即在源头不进行分馏处理，将重烃气留在天然气中输送，到用户地时再分馏，故对耐腐蚀性要求很高。
我国国内能生产符合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。
X80是高强度管线钢的美国分类型号。
其最小屈服值（MPa）为552；这一概念属于材料力学范畴的概念，屈服值是指材料拉伸时在屈服阶段的应力值，屈服应力是指屈服阶段到劲缩阶段的临界值。
X80即管线钢管最小屈服强度80000 PSI （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：1bar≈14.5 PSI ，1 PSI =6.895kPa=0.06895bar 欧美等国家习惯使用PSI作单位。
1.2管线钢的级别及其性质管线钢的各种级别有如下几种：Grade A X 60Grade B X 65X 42 X 70X 46 X 80X 52 X 100X 56 X 120X60是管线钢的一种，其中X在API标准中代表管线钢，60是强度级别，其单位是kpsi。
X60表示最小屈服强度为60kpsi的管线钢。
X80即管线钢管最小屈服强度80000psi（552MPa）。
管线钢的级别标准见下表，各自有自己的成分、机械性能的要求API标准1、管线管标准API SPEC 5L-2000用途用于石油、天然气行业中的气体、水和油输送。
主要生产钢管牌号A25、A、B、X42、X46、X52、X56、X60、X65、X70、X80等。
表1：管线钢的级别与相应的标准表2：管线钢的级别与相应的标准1.3合金元素的作用1）管线钢一般成分为C－Mn钢，显微组织为铁素体－珠光体，晶粒尺寸为6－8μm。
现代的管线钢含多种微量元素，并且在轧制上，采用TMCP技术，最终多为X45-X60；2）珠光体－铁素体类型，珠光体≤15％，C：0.06-0.09%，Nb+Ti+V≤0.12%，控制轧制，轧后时效硬化，钢级为X52-X65；3）针状铁素体/贝氏体类型，超纯、超低碳钢，C：0.02-0.05%，S≤0.003-0.005%，Mn-Mo-V 钢或Mn-Mo-Nb钢，控制轧制后强制冷却，X52-X80；多相钢，X100-X120.在微合金管线钢中的各种元素有自己的作用，下面主要就碳、锰元素，简要做如下说明：碳（C）：是钢中最经济、最基本的强化元素，通过固溶强化和析出强化对提高钢的强度有明显作用；但是提高C的含量对钢的延展性、韧性和焊接性有负面作用。
因此近代管线钢的发展过程是不断降低C含量的过程，降低C含量一方面有助于提高钢的韧性，另一方面可改善钢的焊接性能[5]。
锰（Mn）：通过固溶强化提高钢的强度，是管线钢中补偿因C含量降低而引起的强度损失的最主要的、最经济的的强化元素。