X80钢级厚壁弯管组织及性能梯度的研究分析
X80钢级Ф1422 mm×38.5 mm大壁厚直缝埋弧焊管的开发及性能研究
焊管WELDED PIPE AND TUBE第44卷第1期2021年1月Vol.44 No.1Jan. 2021X80钢级囟1 422 mmx38・5 mm 大壁厚 直缝埋弧焊管的开发及性能研究*刘 斌V ，韦 奉V,赵 勇",牛 辉V ，王 琴3(1.宝鸡石油钢管有限责任公司 钢管研究院，陕西宝鸡721008；*基金项目：国家重点研发计划项目野特宽幅X80低温管线钢钢板制造技术”（项目编号2017YFB0304902）。
2.国家石油天然气管材工程技术研究中心，陕西宝鸡721008；3.中国石油西部管道公司，乌鲁木齐830000)摘 要：针对大壁厚直缝焊管的技术要求，通过对焊接、扩径等制造工艺的研究，开发出了 X80钢 级椎1 422 mmx38.5 mm 直缝埋弧焊管，并掌握了 “钢板-钢管”的性能变化规律。
对焊管进行性能 检验，结果表明，焊管管体屈服强度平均值为619~643 MPa ，抗拉强度平均值为692~701 MPa ，屈 强比平均值为0.89~0.92，-22益时DWTT 剪切面积平均值为90%~94%； -10益时管体冲击功平均值为401 J ，焊缝冲击功平均值为165 J ，热影响区冲击功平均值为294J 。
其各项性能均满足Q/SY XG0120.4—2019《西气东输四线天然气管道工程用X80级直缝埋弧焊管技术条件》和《D1 422 mmx 38.5 mm 管材单炉试制程序及要求》的要求。
这将为该焊管产品后续工业化生产提供技术支撑。
关键词：X80；大壁厚；大直径；直缝埋弧焊管中图分类号：TG445文献标识码：A DOI : 10.19291/ki.1001-3938.2021.01.001Development and Performance Study ofX80 椎1 422 mmx38.5 mm Thick Wall SAWL PipeLIU Bin 1 2, WEI Feng 1 2, ZHAO Yong 1 2, NIU Hui 1 2, WANG Qin 3(1. Steel Pipe Research Institute, Baoji Petroleum Steel Pipe Co., Ltd., Baoji 721008, Shaanxi , China; 2. Chinese NationalEngineering Research Center for Petroleum and Natural Gas Tubular Goods, Baoji 721008, Shaanxi, China;3. Petrochina West Pipeline Company, Urumchi 830000, China )Abstract: According to the technical requirements of thick wall submerged arc welded longitudinal (SAWL) pipe , the X80 椎1 422 mm x38.5 mm SAWL pipe was developed through the research on the welding, expansion and other manufacturingprocesses. Moreover, changing rules of mechanical performance of plate -pipe have been mastered. Through the performance test ofwelding pipe , results showed that the average yield strength of welded pipe is between 619~643 MPa, the average tensile strengthis between 692~701 MPa, the average yield ratio is between 0.89~0.92, and the average DWTT shear area is between 90%~94% at-22 益.The average impact energy of welded pipe is 401 J at -10 益，the average impact energy of weld is 165 J, and the average impact energy of HAZ is 294 J. Various performance indicators can meet requirements of Q/SY XG 0120.4——2019 TechnicalSpecifications for X80 SAWL Line Pipes Used in Fourth West-east Gas Pipeline Project and Single Furnace Trial ProductionProcedures and Requirements of D1 422 mmx38.5 mm Line Pipe . It can provide technical support for the subsequent industrialproduction of the welded pipe.Key words: X80； thick wall ； large diameter ； SAWL pipeHAN GUAN・1焊管2021年第44卷0前言我国天然气产业目前已进入快速发展阶段，市场需求也迈入快速增长阶段，预计2025年天然气消费量将达到4500亿m3/a,需要输送的天然气流量越来越大。
国内X80管线钢的发展及研究方向
国内X80管线钢的发展及研究方向大口径、高压输送及采用高钢级管材是国际管道工程发展的一个重要趋势，国际上X80高钢级管材的生产技术已经成熟，并得到了较大的发展和成功应用。
近年来，国内石油与冶金行业联合攻关，相继成功开发了符合质量技术要求的x80热轧板卷、宽厚钢板及X80螺旋缝埋弧焊管和直缝埋弧焊管，实施X80管线钢应用工程的条件已经成熟。
为确保X80管道的安全可靠性，在借鉴国际上先进成功经验的基础上，应进一步加强X80管线钢的应用基础研究和相关技术攻关。
一、油气管道及高钢级管材的发展作为一种经济、安全、不间断的长距离输送石油和天然气的工具，油气输送管道在近四十年取得了巨大发展。
目前，全世界石油、天然气管道的总长度已超过230万公里，并以每年2万-3万公里的速度增加。
在近10年内，我国已建成陕京管线、涩宁兰管线、兰成渝管线以及西气东输管线等十几条重大长输管线，预计今后10-15年内，我国共需各类油气输送干线用钢管约1000万吨。
随着管道输送压力的不断提高，油气输送钢管也相应迅速向高钢级发展。
20世纪60年代一般采用X52钢级，70年代普遍采用X60-X65钢级，近年来以X70为主。
X80也已开始大量使用。
在国外，如德国、加拿大、日本和意大利在X80乃至更高钢级管线钢的研究应用方面已经有很多实践经验。
世界著名的大石油公司积极开展X80及X80以上钢级管道钢的开发和应用研究：德国Ruhr Gas公司在1992和1993年采用Europipe生产的X80钢管分别建成了两条100多公里的输气管道。
加拿大Trans Canada管道公司（TCPL）一直积极推动高钢级管道钢的应用，X80钢管已成功应用到几条管线中，其中包括Alberta省北部永久冻土地区管线，2002年TCPL在加拿大建成了一条管径1219mm、壁厚14.3mm的X100钢级的1公里试验段，同年，新版CSZ245-1-2002首次将Grade690（X100）列入加拿大国家标准。
加热温度和冷却速度对X80级弯管用钢组织与性能的影响
式 （ 伸或 压 缩 ） 变 形 速度 和 变 形程 度 均 有所 不 拉 、 同。笔者采用 热模拟试验 机 ， 研究加 热温度 和冷却 速度 对两种 Ｘ ０级 钢不 变形 区域 组织 和 性 能 的影 ８
响， Ｘ ０ 为 ８ 钢级热煨弯管的开发提供试验参数 。
１ 试 验材 料及 方 法
摘 要 ：采 用 Ｇｅ ｂ ３ ０ ｌ ｌ ５０型热模 拟试验 机 ， 究 了加 热 温度和 冷却 速度 对 两种 弯管 用钢 组 ｅ ｅ一 研
织和性能的影响， 结果表明 ： 加热温度和冷却速度对钢的强度有较大影 响， 随加热温度 的升高
和冷 却速 度 的增加 ， 的强度 增加 ， 钢 而加 热 温度 和冷却 速度 对 冲击韧 性影 响 不大 。 当温度 高于
对钢的低温冲击功影响不 大， １钢 的冲击功略 但 高于 ２钢 ， 明强度增 加韧性略有 降低 。然而 ， 说
两种 钢 的低温 冲击 功均 高 于 ２０Ｊ能 够满 足 Ｘ ０ ５ ， ８ 级钢 的技 术要 求 。
（ ） １ 钢 ａ
（ ） ２ 钢 ｂ
图 １ 加 热 温 度 、 却 速 度 对 材 料 强度 的影 响 冷
× ０ ｍ矩形试样， １０ ｍ 试样沿钢板横向取样。
为模拟热煨 弯管 的工艺过 程 ， 试样加热 速度设 定为 ４ ℃／ ， 热到试 验温 度 。试验 温度 范 围为 ５ ｓ加
X80管线钢1016X18.4mm直缝埋弧焊管研制开发
1)焊接接头外观形貌分析：
焊 缝 宏 观 照 片
参数方案A
参数方案B
参数方案C
根据焊缝宏观形貌分析，方案A焊缝成形较好，内外焊缝 余高在1.4～1.7mm之间，焊缝宽度21～22mm，内外焊重合量及 焊缝界面最窄点均较理想，焊缝表面过渡平缓，与母材平滑过 渡；
缺口 位置
母材
焊缝 热区
母材
焊缝 热区
母材
焊缝 热区 母材 焊缝 热区
温度 （℃）
-20
-20 -20
-20
-20 -20
-20
-20 -20 -20 -20 -20
夏比冲击(J)(10×10×55)
1
2
3 平均
300 300 295 298
195 190 190 192 250 290 260 267
按API 5L
2.3 断裂韧性 2.3.1落锤撕裂
试验温度 -5℃
DWTT剪切面积最小百分数
单个试样最小值
两个试样平均值
≥70%
≥85%
2.3.2夏比冲击
位置 管体横向 焊缝及热影响区
夏比冲击剪切面积SA% 单个试样最小值 三个试样平均值
≥80
≥90
≥30
≥40
夏比冲击功J （10mm×10mm×55mm
1.钢板质量 1.1 第一阶段钢板质量
鞍钢2炉共8张钢板进行检验，钢板外观、几何尺寸和分层探伤均合格， 由于首次试制，理化性能不太均匀。
1.2 第二阶段钢板质量 鞍钢3炉、28张钢板。理化性能取样3炉。钢板质量较第
X80级弯管热处理工艺和组织性能相关性研究
究 ．统 计 分 析结 果 表 明 ， 制 能 使 Ｘ８ 控 ０级 弯 管 强 度 提 高 的 马 氏体 或 粒 状 贝 氏体 组 织 的生 成 是 获 得 高 性 能 Ｘ ０级 强 韧 性 ８
合 理 匹 配 的弯 管 的关 键 ．
关 键 词 ： Ｘ Ｏ级 弯管 ； 加 工 ； 韧 性 ； 氏体 ； 气东 输 工 程 ８ 热 强 马 西
二线 工 程做好 选材 和工 艺研究 的 前期准 备．
１ 实验 材 料 和 方 法
选取 Ｇ７和 Ｘ Ｒ８２种 管 线钢 进 行 模拟 实 验 ， Ｄｉ 其
道 ．本 文将 对 ２种 Ｘ ０管 线钢母 管分 别进 行二 次加 热 ８ 热 处理 实 验 ， 其 强 度 、 对 韧性 和 组 织 变 化 进 行 研 究 总 结 ， Ｘ８ 对 Ｏ级弯 管制备 热模 拟 过 程 中 的组 织 和强 韧 性 变化规 律进 行探 讨 ， 而 为管 线 钢 二 次加 热 热 处 理 工 从 艺规 范的研 究奠 定 实验 基 础 ， 拟 将 建设 的西 气 东 输 为
第 ２ ２卷 第 ２期 ２１ ０ １年 ４月
中 原 工 学 院 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＺＨＯＮＧＹＵＡＮ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＹ ０Ｆ ＴＥ Ｉ ＣＨ Ｎ０Ｌ ０ＧＹ
Ｖｏ１ ２ ＮＯ． ．２ ２
Ａ ｐ ．， ０１ ｒ ２ ｌ
文 章 编 号 ： ６ １ ９ ６ ２ １ ）２ ０ ０ — ０ １ ７ —６ ０ ｛ ０ １ ０ — ０ ８ ６
Ｘ８ ０级 弯 管 热 处 理 工 艺 和 组 织 性 能 相 关 性研 究
张 小立 ，张 勇 李 刚 ，
（． １ 中原 工 学 院 ， 州 ４ ０ ０ ；２ 塔 里 木 油 田销 售 事 业 部 ， 疆 摩 尔 勒 ８ ｌ Ｏ ） 郑 ５０７ ． 新 ４ Ｏ ０
X80级高温轧制工艺管线钢的组织及性能
Ｔａｂ．１
表１ ＸＢＯ管线钢的力学性能 Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｓｔｅｅｌ ＸＳ０
００．００６０．来自１２０．０１８应变
图２ Ｘ８０管线钢的应力一应变曲线
Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ Ｖｓ ｓｔｒａｉｎ ＣＵＩ＇Ｖｅ ｏｆ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｓｔｅｅｌ Ｘ８０
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｓｔｅｅｌ Ｘ８０，ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｏｎｅｓ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ Ｎｂ，
０．２∞，ａｎｄ Ｔｉ（ＣＮ）ｗｉｔｈ ｓｉｚｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ５０ ｎｍ ｔｏ
显微镜和ＪＳ胁５５００Ｌｖ型扫描电镜（ＳＥＭ）观察显
微组织，用Ｈ－８００型透射电镜（ＴＥＭ）观察试样组织 及析出物。
２试验结果
２．１显微组织及力学性能 由表１可见，经试验室两阶段控温轧制得到的
ＸＳ０管线钢具有良好的力学性能。当试验钢的屈服 强度达到６００ ＭＰａ以上时，其具有较高的抗拉强 度、良好的断后伸长率，具有较好的综合力学性能。 管线钢的屈强比是钢管抵抗破裂的重要参数。根据 ＡＰｌ５ＬＸ８０管线钢的技术条件，对屈强比的限定值 在０．９２以下，而国外大部分石油公司的规范都限制 屈强比不超过０．９０［２ｌ，根据此规范，试验用钢达到 要求。由图２可见，拉伸试验得到的应力一应变曲线 未出现明显的屈服平台，具有连续屈服行为，因而具 有较高的形变强化能力［３］。
ＹＩ Ｈａｉ－ｌｏｎｇ，ＤＵ Ｌｉｎ－ｘｉｕ，、）ｌ，ＡＮＧ Ｇｕｏ－ｄｏｎｇ，ＬＩＵ Ｘｉａｎｇ－ｈｕａ （Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １ １０００４，Ｃｈｉｎａ）
首钢X80钢级站场和热煨弯管用钢的研发
ｌ 铌合金及 Ｔ Ｐ工 ＭＣ
艺的细 晶强化效果
铌作为现代微合金钢最活跃的添加元素 ，其 最显著的强化效果为细晶强化 ，而细化晶粒是既 能提高钢材强度、又能改善钢材韧性的惟一措施 ， 添加铌合金可以显著改善钢的低温韧性 。
的规划及建设 ，高强度级别热煨弯管和厚规格低
温站场用钢等高附加值管线产品的市场需求显著
ｈ ａ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ａｌ ｆ ｃ ｉｅｙ ｉ ｒｖ ｔ ｅ ｉ ｏ ｕ ｔｎ ｔ ｇ ａｎ Ｂ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｅ ｏｌ ｇ ｅ ｔ ｒ ｃ ｓ ｃ ｌ ｎ ｅ ｅ ｔ ｌ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｓ ｅ ｆ ａ ｓｅ ｉ ｒ ｉ ． ｙ ｏ ｏｌ ｇ ｔ ｒ ｌ ｎ ｖ ｚ ｅ ｔ ｉ ｈ ｉ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｅ ｗａｅ ｏ ｌ ｇ ｒ ｔ ｅ ｅａ ｕ ｅ ａ ｔ ｔ ｒｃ ｏ ｉ ａｅ，ｔ ｅ ｐ ｅ ｉｉ ｔ ｎ ｐ ａ ｅ ｕ ｉ ｇ ｒｌ ｎ ｎ ｏ ｌ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｄ ｈ ｎ ｈ ｒ ｃｐ ｔ ｉ ｈ ｓ ｓ ｄ ｒｎ ｌ ｇ ａ ｃ ｉ ｒ ｃ ｓ ａｏ ｏ ｉ ｄ ｎ ｒ ｉｐ ｒ ｄ ａ ｄ ｓ ｌ ， ｈ ｓｉ ｏ ｉ ｇ ｔ ｔ ｇｈ ａ ｄ ｔ ｇ Ｂ ｓ ｆｔ ｌｔ ． ａ ｅ ｄ ｓ ｅ ｅ ｎ ｍａｌｒ ｔ ｕ ｒ ｖ ｎ ｅ ｓｒ ｎ ｔ ｎ ｕ ｈ ｅ ｓ ｏ ｅ ｐ ａｅ ｅ ｍｐ ｈ ｅ ｏ ｈ
表 １ 不 同合金成分体 系试验钢化学成分
ｍ 时
问㈣
热模拟试验方案为 ：将 ４ ｍ×１ ｍ 的 ，ｍ ８ ２ｍ 热模拟试样加热至 １ ０ ０ｏ ２ Ｃ后保温 １ ｉ 进行 ０ｒ ｎ ａ
后进行冷却 ，冷却速度分别 为 ２ ，ｌ ，１ ，５ ０ ３ Ｏ ，
２， ０ ５ ℃ ／ 。 ． ｓ
中石油管材所 对x70到x80的研究
西气东输二线工程将采用的是X80管线钢，与西气东输一线采用的X70管线钢相比，强度增加14%，投资可降低10%，可节约钢材14%以上，从而使这条举世瞩目的天然气管道成为中国石油履行社会责任的节约工程、高效工程和责任工程。
到目前为止，全世界采用X80管线钢建设的天然气管道不过2000千米，而且基本上都属于短距离输气管道，在大口径、大输量的西气东输二线，中国石油之所以敢为天下先采用X80管材钢，是因为我国的管材研究和生产通过西气东输一线等大型管线的建设已经积累了丰富的经验，并且步入世界先进行列，而X80钢级管线钢在我国也已经进行了若干年的前期研究并建设了7.8公里的试验管线，为西气东输二线采用X80管线钢打下了坚实的基础。
中国石油天然气集团公司管材研究所（以下简称管材所）作为一个技术支持单位，一个蓬勃向上的集体，正是这个研究开发大军中的一员，它是基础研究转化为实际生产力的重要枢纽，不断为管线决策和实施提供强有力的技术支持。
责任背后的压力对于我国的能源供应来说，“西气东输二线工程”和与之相连的“中亚管线工程”的兴建无疑是件大好事，而对管材所来说，却是一种责任和压力。
因为要建设如此规模的管道工程，首先要确定的是管线用钢。
西气东输二线管径达1219毫米，主干线长度达4860千米，支干线长度达2840千米，输气压力达10至12兆帕。
在设计前期，对钢级的争论一直是一个焦点。
经过分析，管材所认为，如果采用X70管线钢，那么管壁的厚度将比西气东输一线三分之一，这么厚的钢板将使钢板生产企业的制造难度加大，同时生产质量控制的难度也将加大，而且相应的对钢管生产设备要求和能力也要增加，不利于实现钢管的国产化。
同时钢板壁厚的增加会带来其他诸如管件和弯管等制造难度的加大。
采用X70的难度并不比X80小甚至更大。
更重要的是，如果采用X70钢，在达到同样强度的前提下，整个管线耗费的钢材将比采用X80高强度管线钢增加14%，投资也将随之增加，这与国家“节约能源资源”的基本国策相悖。
西气东输二线用X80级特厚壁热煨弯管通过国家鉴定
报告、 专家组现场考察报告后， 鉴定专家一致认为，８ 钢级 １ １ ｍ ２． ｍ ３ ｍ特厚壁热煨弯管产品符合“ Ｘ０ ９ ｍＸ ５７ 、２ ２ ｍ ｍ 西
气东输二线 管道工程用感应加热弯管技术条件 ” 要求 ， 具有先进的生产 、 验设备和 完善 的质 量保证体 系， 检 工艺文件 齐 全、 规范 ， 制造工艺可行 ， 具备批量生产能力 ， 可以转入批 量生产。 针对课题技术难度大 ， 管道机械公 司联合西安石油管材研 究所、 钢板厂和钢 管厂 开展母管 的化 学成分研 究， 经过科 研人员在 弯制试验、 热处理试验等方面的多次攻关 ， 攻破 特厚壁热煨弯管淬透性差 、 焊缝韧性下降等较 多技 术难题 ， 终于 取得成功。这项成果的取得 ， 填补 了国内空白， 降低工程成本 的同时 ， 在 可抑制进 口弯管价格 ， 节约外汇。 摘 自： 中国石油 网
丝 机故 障诊 断和 维 修 保养 方法 ， 仅从 维 修 角 度 展
示 了数 控 系统复 杂 的技 术 特点 。
作者简介 ： 罗晓梅 （９ ８一） 女 ，９ １ 毕业 于西 安 电子 １６ ， １９ 年 科技 大学 ， 多年 来从事 电气 自控设备 的 管理 与维护 工作 ，
对数 控 车 丝机 的控 制 原 理 和 维 护 有 丰 富 的 经 验 。
严格 遵循 操 作规 程 ， 格 按 照 车 丝 机 使 用 说 严 明书 的要 求 正 确 、 理 地使 用 。应尽 量 避 免 因操 合 作不 当 引起 的故 障 。 防 止数控 装 置过热 ， 期清理 散 热通风 系统 ， 定 同时检查 各 冷却风 机工 作是 否正 常 。根据 车 问环
面系统 的专 业 知 识 。本 文 所 提 及 的 Ｃ Ｃ管 端 车 Ｎ
４ Ｃ Ｃ管端车丝机数控 系统 的维护 Ｎ
x80钢本构参数
x80钢本构参数
X80钢是一种高强度管线钢，其最小屈服值（MPa）为555。
此外，X80钢的性能要求还包括抗拉强度、屈强比、焊缝和热影响区的最小平均冲击韧性以及落锤撕裂试验剪切面积百分数等。
在材料科学中，钢的性能与其化学成分密切相关。
X80管线钢的典型化学成分包括碳（C）和合金元素，其中C的含量应不超过0.2%，合金元素的含量应在3～5%的范围内。
除了化学成分，X80管线钢的性能还受到制造工艺的影响，如控轧控冷工艺，它可以通过定量、预定程序地控制热轧钢的形变参数、终轧温度以及冷却时的轧制工艺，从而获得最佳的细化晶粒和第二相均匀分布的组织状态，有效地改善钢的性能。
以上是关于X80钢本构参数的一些基本信息，具体参数可能会因生产工艺和具体应用而有所不同。
如果您需要更详细的信息，建议直接咨询相关的材料科学家或工程师。
— — 1 —1 —。
基于0.8管道设计系数的X80焊管性能研究
基于0.8管道设计系数的X80焊管性能研究毕宗岳;张万鹏;牛辉;祝少华;赵红波;牛爱军【摘要】介绍了我国管道0.72与0.8设计系数用埋弧焊管技术条件的差异,并对两种设计系数所生产的螺旋埋弧焊管性能进行了对比研究.结果表明,0.8和0.72设计系数用板卷组织均以粒状贝氏体为主,含有不同量的多边形铁素体,其中0.8设计系数板卷头、中、尾3个位置多边形铁素体含量少,晶粒尺寸小,组织更加均匀一致,力学性能差异较小,头、中、尾屈服强度最大差值为14 MPa,比0.72设计系数用卷板减小约50 MPa,同时冲击韧性与0.72设计系数板卷相比提高25％.水压检验结果表明,采用0.8设计系数的焊管在100％屈服强度下进行静水压试验均未发生管体变形和泄露.目前国内冶金制管水平可完全满足0.8设计系数用焊管技术要求.【期刊名称】《焊管》【年(卷),期】2014(037)001【总页数】7页(P11-17)【关键词】焊管;设计系数;力学性能;静水压【作者】毕宗岳;张万鹏;牛辉;祝少华;赵红波;牛爱军【作者单位】国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡721008;国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡721008;国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡721008;国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡721008;国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡721008;国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡721008【正文语种】中文【中图分类】TE973.10 前言随着大型长距离输气管道的建设，管道所经地域越来越复杂，如何根据地域特征合理确定设计系数、保证管道安全可靠，并能节省钢材与投资费用，是输气管道线路设计面临的新问题。
X80(ST)管线钢技术参数
X80(ST)管线钢
X80(ST)执行标准：WYJ
X80(ST) 规格18-70mm（常规），＞70mm需要技术部协定。
X80(ST)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。
X80(ST)生产及技术攻关方向
1．国内对管线用钢的需求以X70级为主，新线目标定位在X80级热轧宽钢带和X100级宽厚板的生产，以适应10MPa和近期14MPa以上输送压力的设计。
2．今后输送的自然气不再是经脱水、脱H2S处理的“甜气”（PH2S≤300Pa），而将是未经处理的“富气”（PH2S≤300Pa），为此必须进步管线用钢的抗氢致开裂和抗H2S应力腐蚀的性能。
3．国内已具有70万t以上螺旋焊管的制管能力，但大口径直缝埋弧焊管的产能和质量还不能满足工程的需求，继续部分进口成品管将不可避免。
从研发基础和生产技术的难度而言，具有优质的抗H2S应力腐蚀性能的高强度等级管线用钢的开发应当列为科技攻关的重中之重。
X80 管线钢的成份及工艺设计要点
X80 管线钢的成份及工艺设计要点以及关键参数的选择依据X80是高强度管线钢的美国分类型号。
其最小屈服值（MPa）为555；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。
其化学性能兼下边的链接。
简介师磊-1529**0765**221近十年来中国天然气需求量大幅度增长，输送能力有了长足发展，天然气输送用管线钢级从X60 迅速提高到了X80。
2005 年中国首条X80 钢级管道应用工程在冀宁线上建成。
武钢、宝钢、鞍钢为工程提供X80 管线板卷和钢板，宝鸡、华北及巨龙钢管公司为工程完成制管。
早期的管线钢一直采用C、Mn、Si型的普通碳素钢，在冶金上侧重于性能，对化学成分没有严格的规定。
自60年代开始，随着输油、气管道输送压力和管径的增大，开始采用低合金高强钢（HSLA），主要以热轧及正火状态供货。
这类钢的化学成分：C≤0.2%，合金元素≤3～5%。
随着管线钢的进一步发展，到60年代末70年代初，美国石油组织在API 5LX和API 5LS标准中提出了微合金控轧钢X56、X60、X65三种钢。
这种钢突破了传统钢的观念，碳含量为0.1-0.14%，在钢中加入≤0.2%的Nb、V、Ti等合金元素，并通过控轧工艺使钢的力学性能得到显著改善。
到1973年和1985年，API标准又相继增加了X70和X80钢，而后又开发了X100管线钢，碳含量降到0.01-0.04%，碳当量相应地降到0.35以下，真正出现了现代意义上的多元微合金化控轧控冷钢。
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。
成分应用领域石油天然气管道一、开发背景早期管线用钢基本组织形态为铁素体和少量珠光体，其显著特征为微合金化和降低含碳量。
中俄东线X80钢级Φ1422mm直缝埋弧焊管理化性能研究
近年来我国 X80 管道发生了较多的质量安全 问题袁 相关失效分析结果表明袁 X80 管道主要失效 形式为环焊缝失效袁 其主要原因包括环焊缝韧性尧 焊接缺陷尧 不等壁厚及错边等引起的应力集中袁
以及环焊缝相对于钢管的低强匹配等[4-7]遥 这些失效 反映出来的管材质量问题包括院 管材成分要求范围 宽袁 实物一致性差袁 导致管材可焊性差曰 管材强度 要求宽泛袁 实物水平接近标准上限袁 造成焊缝与管 体低强匹配曰 管材几何尺寸要求偏低袁 现场组对困 难袁 出现强力组对以及应力问题等遥 围绕这些问 题袁 在中俄东线建设前袁 从管材自身质量改进的角 度袁 在中俄东线钢管技术条件以及数据单补充技术 要求中袁 对相关技术指标及控制范围均进行了更为 严格的要求遥 其中袁 涉及理化性能方面主要包括化 学成分尧 拉伸性能和 DWTT 等指标遥 1.1 化学成分
2 中俄东线 X80 钢级 椎1 422 mm 直缝 埋弧焊管的实物性能
图 2 弯曲试验表现出来的焊接热影响区软化
另一方面袁 近年来备受关注的环焊缝失效事 故与环焊缝尧 管体的强度匹配问题袁 国内外比较 一致的观点认为袁 环焊缝的高强匹配对于避免环 焊缝失效至关重要[5,9-10]遥 高强匹配能够有效避免 环焊缝处的应力集中袁 从而避免环焊缝失效遥 由 于环焊缝与管体的匹配程度显然与管体自身的强 度相关袁 较低的管体强度使等强甚至高强匹配变 得更容易实现袁 因此压缩强度上限也成为促进环
焊缝合理强度匹配的重要方向遥 为了给现场环焊缝焊接创造更好的条件袁
以更好满足等强甚至高强匹配的要求袁 技术条 件中钢管拉伸性能区间进一步缩小遥 中俄东线 技术条件中将屈服强度上限由 API SPEC 5L 要 求的 705 MPa 压缩至 690 MPa袁 在后续的数据单 中进一步压缩至 675 MPa袁 区间范围由 150 MPa 缩窄为 120 MPa曰 抗拉强度上限由 825 MPa 压 缩至 780 MPa袁 在后续数据单中进一步压缩至 765 MPa袁 区 间 由 200 MPa 缩 窄 为 140 MPa遥 强度区间的缩窄给制造工艺的稳定性带来了极 大的挑战袁 也需要制管厂和钢厂密切配合袁 寻 求最佳的钢板强度控制区间袁 以确保钢管强度 区间满足要求遥 1.3 DWTT 性能
超大壁厚X80板管拉伸性能分析
超大壁厚X80板管拉伸性能分析摘要: 对不同钢厂生产的壁厚21.4mm/22mm、X80热轧卷板以及制成的螺旋焊管拉伸性能进行统计分析。
结果表明，制管后屈服强度和抗拉强度均呈升高趋势，且屈服强度增加量大于抗拉强度，钢管成型和静水压试验引起的形变强化是拉伸性能变化的主要因素。
建议研究不同钢厂卷板性能变化规律，合理制定卷板订货技术条件，以实现超大壁厚X80螺旋焊管优质的质量管控。
关键词：X80，螺旋焊管，拉伸性能，成型，静水压试验，形变强化0、前言近年来，随着国内外重大管道工程陆续开工建设，我国X80螺旋焊管产品的壁厚已达到21.4mm/22mm[1]，钢管制造及管材性能控制难度显著增加。
拉伸性能是代表材料强度、塑性的一系列指标，研究分析制管过程中拉伸性能的变化规律，可为合理确定卷板订货技术条件提供数据支撑，避免指标过低造成的钢管拉伸性能不合和指标过高造成的技术浪费，对于螺旋焊管产品质量管控具有重要意义。
1、试验材料采用国内3家钢厂（A、B、C）生产的超大壁厚21.4mm/22mm 、X80钢级热轧卷板进行钢管制造。
卷板采用了低C、高Mn和Mo-Cr-Ni合金设计体系，通过添加一定量的微合金元素实现固溶强化、沉淀强化和晶粒细化作用，控制CE pcm≤0.20%。
2、拉伸性能对X80钢级21.4mm/22mm热轧卷板和Ф1422mm×21.4mm和Ф1219×22mm螺旋焊管的拉伸试验结果进行统计。
采用Ф12.7mm圆棒试样，按照ASTM A370标准要求进行试验。
不同钢厂生产的超大壁厚X80 卷板制管前后拉伸性能差异对比见表1。
表1X80钢级板管拉伸性能差异对比（平均值）3、分析与讨论从表1中可看出，屈服强度方面，3家钢厂制造超大壁厚X80热轧卷板在制管后，屈服强度均出现提升，最大的平均值提高了19MPa，最小的平均值提高了4MPa，总平均提高了13MPa，其中钢厂B提高的最多，A钢厂提高的最少。
x80钢热学参数
x80钢热学参数x80钢是一种常用的高强度钢材，具有良好的热学性能，本文将对其热学参数进行详细介绍。
我们来看一下x80钢的热导率。
热导率是指单位时间内，单位面积上温度梯度的单位降低所需要的热量传递量。
x80钢的热导率较高，这意味着它具有良好的热传导性能，能够快速将热量传递到周围环境中。
接下来，我们来了解一下x80钢的比热容。
比热容是指单位质量的物质在温度变化时吸收或释放的热量。
x80钢的比热容较大，这意味着它在受热或冷却时能够吸收或释放更多的热量，从而使温度变化更为平缓。
除此之外，x80钢的线膨胀系数也是一个重要的热学参数。
线膨胀系数是指单位长度的物质在温度变化时长度的增加或减少量。
x80钢的线膨胀系数较小，这意味着在温度变化时，其长度的变化相对较小，具有较好的尺寸稳定性。
我们还需要了解x80钢的热膨胀系数。
热膨胀系数是指单位体积的物质在温度变化时体积的增加或减少量。
x80钢的热膨胀系数较小，这意味着在温度变化时，其体积的变化相对较小，具有较好的体积稳定性。
我们来看一下x80钢的熔点和沸点。
熔点是指物质从固态转变为液态的温度，而沸点是指物质从液态转变为气态的温度。
x80钢的熔点较高，沸点也相对较高，这意味着在高温环境下，x80钢仍能保持较好的物理性能。
x80钢具有较高的热导率、较大的比热容、较小的线膨胀系数和热膨胀系数，以及较高的熔点和沸点。
这些热学参数使得x80钢在高温环境下具有良好的性能表现，能够承受较高的温度变化和热量传递。
因此，x80钢在石油、天然气等高温工况下的应用非常广泛，是一种优质的材料选择。
希望通过本文的介绍，读者对x80钢的热学参数有了更深入的了解，从而能够更好地应用于实际生产和工程中。
同时，读者也应该根据具体的需求和使用环境，选择合适的材料，并合理利用热学参数，以保证设备的正常运行和性能的稳定。
x80钢热学参数
x80钢热学参数x80钢是一种常用的低合金高强度钢材，具有优异的热学性能。
本文将围绕x80钢的热学参数展开讨论，包括热膨胀系数、导热系数和比热容等方面。
一、热膨胀系数热膨胀系数是衡量物体在温度变化下长度、面积或体积变化的比例关系。
对于x80钢来说，其热膨胀系数一般处于10^-5/℃的量级。
这意味着在每摄氏度的温度变化下，x80钢的长度、面积或体积会相应变化约0.00001倍。
热膨胀系数的大小与材料的内部结构和化学成分紧密相关，对于工程设计和材料选择具有重要意义。
二、导热系数导热系数是衡量物质传导热量能力的物理量。
对于x80钢而言，其导热系数一般在40-50 W/(m·K)的范围内。
这意味着在温度梯度相同的情况下，x80钢比一般的金属材料更能快速传导热量。
导热系数的大小与物质的结构、晶格和杂质等因素有关，对于热传导和散热性能的评估和优化具有重要意义。
三、比热容比热容是单位质量物质在单位温度变化下吸收或释放的热量。
x80钢的比热容约为500-600 J/(kg·K)，这意味着每千克的x80钢在温度变化1摄氏度时，吸收或释放的热量约为500-600焦耳。
比热容的大小与物质的热惯性和热容量紧密相关，对于热能储存和传递的研究具有重要意义。
x80钢的热学参数对于工程设计和材料应用具有重要的指导意义。
通过对热膨胀系数的了解，可以预测x80钢在温度变化下的尺寸变化，从而避免因热胀冷缩引起的工程问题。
通过对导热系数的研究，可以优化x80钢的散热性能，提高其在高温环境下的应用效果。
比热容的了解可以帮助我们更好地理解和利用x80钢的热能储存和传递特性，为能源利用和热工系统的设计提供参考。
除了热膨胀系数、导热系数和比热容外，x80钢的其他热学参数也值得关注。
例如，其热导率可以影响材料的热传导效果，热膨胀热（即单位质量物质在温度升高1K时吸收的热量）可以帮助我们评估材料的热惯性，热传导时间常数可以反映材料的热响应速度等等。
基于“等强匹配”选材原则下的X80钢级管道焊接工艺验证试验研究
基于“等强匹配”选材原则下的X80钢级管道焊接工艺验证试验研究发布时间：2021-05-17T10:54:25.510Z 来源：《基层建设》2021年第2期作者：魏子云宋卫臣姜志阳[导读] 摘要：目前已经开发完成并投入应用的X80钢级管道的焊接工艺设计中，其根焊焊材的强度远低于钢管本身的强度，部分焊接工艺中热焊层和填充盖面层的焊材强度也低于钢管本身的强度。
中石化石油工程设计有限公司山东省东营市 257000摘要：目前已经开发完成并投入应用的X80钢级管道的焊接工艺设计中，其根焊焊材的强度远低于钢管本身的强度，部分焊接工艺中热焊层和填充盖面层的焊材强度也低于钢管本身的强度。
从焊接工艺评定的角度考虑，这种“低强”匹配的选材原则存在不足之处。
通过试验，验证了“等强匹配”选材原则下的焊接工艺不仅能满足X80钢级管道焊接所要求的工艺性能，同样能够获得优良的焊接接头使用性能。
关键词：X80钢级；等强匹配；工艺评定1前言目前，国内X80钢级管道的焊接研究较少，在已经施工应用的X80钢级管道的焊接工艺设计中基本参照X70钢级。
比如焊接选材方面，在X70钢级的施工中，根焊均选择了“低强”的焊材，在X80钢级管道的焊接中也采用了同样的选材原则和焊材。
一般而言，在长输管道的焊接施工中要求管道的焊接接头强度要高于管体本身的强度，以避免在使用过程中应力应变集中在焊接接头这一薄弱且狭小的区域，常规做法有从选材方面考虑选择强度高于母材的焊材，另外从焊接工艺方面入手，通过“补强覆盖焊接法”来实现焊接接头整体强度高于母材。
对此，我们从焊接选材方面考虑，开展了X80钢级管道“等强匹配”选材原则下的焊接试验研究，验证“等强匹配”选材原则在X80钢级管道根焊中的适用情况。
2焊接选材对比分析通过查阅已经应用过的X80钢级管线施工项目，包括陕京四线输气管道工程、鄂安沧输气管道一期工程、中缅天然气管道工程。
工程中X80钢级管道焊接选材原则基本相同，根焊均采用“低强”焊材，热焊和填充盖面的自保护药芯焊丝也采用了“低强”的原则。
x80钢热学参数
x80钢热学参数x80钢是一种常用的钢材，在工业生产中具有广泛的应用。
它的热学参数是指在高温下，x80钢的热性能表现。
本文将从热膨胀系数、热导率和热容量三个方面介绍x80钢的热学参数，并探讨其在实际应用中的意义。
热膨胀系数是衡量物质热胀冷缩能力的重要参数。
对于x80钢而言，其热膨胀系数较低，意味着在高温环境下，x80钢的热胀冷缩程度相对较小。
这一特性使得x80钢在高温下的应用更加稳定可靠。
例如，在石油化工设备中，由于工作温度较高，如果使用热膨胀系数较大的钢材，会导致设备因热胀冷缩而发生变形或破裂。
而选择热膨胀系数较低的x80钢作为材料，可以有效地避免这种问题的发生，提高设备的使用寿命和安全性。
热导率是衡量物质导热能力的指标。
x80钢具有较高的热导率，这意味着它能够迅速传导热量。
在一些需要快速散热的应用中，选择热导率高的x80钢作为材料可以提高散热效率，防止设备过热。
例如，在电子设备中，为了保证设备的正常工作，需要安装散热器来散发产生的热量。
如果选择热导率较低的钢材，会导致散热效果不佳，设备温度过高，甚至发生故障。
而使用热导率高的x80钢制作散热器，可以有效地提高散热效率，保护设备的正常运行。
热容量是物质吸热能力的指标。
对于x80钢而言，它的热容量较大，意味着在加热或冷却过程中，x80钢可以吸收或释放较多的热量。
这一特性使得x80钢在一些需要调节温度的应用中具有优势。
例如，在锅炉中，为了保持恒定的水温，需要控制燃烧过程中产生的热量。
选择热容量较大的x80钢作为锅炉材料，可以提高锅炉的热效率，节约能源。
x80钢的热学参数对其在实际应用中起着重要的作用。
热膨胀系数低使得x80钢在高温环境下更加稳定可靠，热导率高提高了散热效率，热容量大适用于调节温度的应用。
因此，在选择材料时，考虑到x80钢的热学参数是非常重要的，可以根据具体的应用需求选择合适的材料，以提高设备的性能和可靠性。
希望本文对读者了解x80钢的热学参数有所帮助。
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（ １ ． 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司管件分公 司，河北 青县 ０ ６ ２ ６ ５ ８ ； ２ ． 中国石油集团渤海装备研究 院钢管研究所 ，河北 青县 ０ ６ ２ ６ ５ ８）
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摘
要 ：简要介绍 了弯管生产过程 中的中频淬火煨制工艺 的特点 ，重 点针对 电流透 的工艺特点决定 了厚壁弯管在煨制 时 ，必然在其 内外 表面存在 着不同的加热 温度与冷 却速度 ，从 而导致 弯 管组织和性能上的差异。通过一系列的试验证明 ：Ｘ ８ ０钢级 厚壁 弯管壁厚 的内 、中 、外各处均表现出不同的组织
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