管线钢生产精品PPT课件
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钢管PPT课件课件
钢管的应用领域
01
02
03
建筑行业
钢管广泛应用于建筑结构、 桥梁、高层建筑等领域， 作为支撑结构材料。
石油化工行业
钢管用于石油、天然气、 化工管道等领域，具有耐 腐蚀、耐高压等特点。
电力行业
钢管作为输电线路的杆塔 和导线的支撑结构，具有 强度高、稳定性好的优点。
钢管的生产工艺流程
炼钢
通过炼钢工艺将铁矿石炼成钢水。
轧制
将钢水轧制成管坯。
无缝管生产
通过穿孔、轧管、定径等工艺生产无缝钢管。
焊接管生产
将钢板切割、弯曲、焊接成管坯，再通过热处理、 矫直、质检等工艺生产焊接钢管。
防腐处理
对钢管进行内外防腐处理，以提高其耐腐蚀性能 。
成品检验与包装
对成品钢管进行检验、标识、包装等处理，以确保产品 质量。
02
钢管的性能与特点
涂层
为了进一步提高钢管的耐腐蚀性能，可以在其表面涂覆各种涂层。常见的涂层包括镀锌、镀铬、喷塑等。镀锌可 以使钢管具有较好的耐腐蚀性能，广泛用于室外和潮湿环境；镀铬则可以提高钢管的硬度和耐磨性，适用于需要 高强度和耐磨的场合；喷塑则可以使钢管具有丰富的色彩和图案，提高美观度。
04
钢管的市场与发展趋势
生产工艺
钢管的生产工艺主要包括连铸、轧制、热处理等环节。不同的钢管材质和规格 需要不同的工艺流程，生产工艺的优化可以提高钢管的性能和品质。
钢管的质量观检测、尺寸检测、性能检测等。外观检测主要检查钢管表面是 否有裂纹、夹渣、气孔等缺陷；尺寸检测主要检测钢管的长度、外径、壁厚等参数是否符合
其他行业的钢管应用案例
航空航天
钢管用于制造飞机和火箭的结构部件，满足高强度和轻量化 的要求。
管线钢
管线钢一、管线钢的概述1、概念管线钢主要用于石油、天然气的输送。
制造石油天然气集输和长输管或煤炭、建材浆体输送管等用的中厚板和带卷称为管线用钢（LPS）。
石油钢的强度一般要求达到600～700MPa；钢中O、S、P、N、C总含量不大于0.0092%；钢中脆性Al2O3夹杂和条状Mn夹杂为痕迹状态。
管线钢主要用于加工制造油气管线。
油气管网是连接资源区和市场区的最便捷、最安全的通道，它的快速建设不仅将缓解铁路运输的压力，而且有利于保障油气市场的安全供给，有利于提高能源安全保障程度和能力。
2、管线钢类型管线钢可分为高寒、高硫地区和海底铺设三类。
从油气输送管的发展趋势、管线服役条件、主要失效形式和失效原因综合评价看，不仅要求管线钢有良好的力学性能，还应具有耐负温性、耐腐蚀性、抗海水和HSSCC性能等。
这些工作环境恶劣的管线，线路长，又不易维护，对质量要求都很严格。
3、管线钢的消费和生产现状（1）消费状况为了把这些自然气输送到主要的消费区域，建设输送管线是必不可少的。
目前“西气东输”项目已经建成，今后还将建设的主要管线有陕京二期、中俄自然气管线（东线、西线）、以及中亚或俄罗斯至上海自然气管线，终极与“西气东输”管线形成“两横、两纵”的自然气干线。
目前，原油、自然气管网已经具有相当规模，成品油输送管道相对较少，目前仅占全部输送量的40％，将来计划修建3万km，管径在Ф500mm左右，壁厚在10mm以下，以X65为主。
未来10年，我国将建设5万km的油气管道，均匀每年需要展设近5000km，每年自然气管道需要钢材近400万t。
随着管道输送压力的不断进步，油气输送钢管也相应迅速向高钢级方向发展。
在国际发达国家，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，而国内城市管网以X52、X65为主。
目前国内主干线输气管最大压力为10MPa，最大直径能够达到Ф1016～1219mm，以X65、X70应用为主，X80也有应用，但用量未几。
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。
最全钢铁企业制造流程教材(PPT29张)
连续铸钢(continuous casting)
将高温钢液连续地浇铸到一个或多个强制水冷的金属型腔内。凝 固成形后，再经二次冷却，使之凝固，且成一定形状（规格）铸坯的 工艺方法，其典型特征是生产过程的连续化。
2019/3/11
College of material science and engineering, ChongQing university
铁水脱硫法是指在铁水罐、铁水包、混铁车中进行脱硫
在高炉、炉外精炼炉和转炉内每脱除1kg硫的成本分别是铁水脱硫法的2倍 6.1倍，16.9倍，铁水脱硫法的成本低效率高。
铁水脱硫预处理的工艺方法
投掷法: 将脱硫剂投入铁水中 喷吹法: 将脱硫剂喷入铁水中 搅拌法(KB法): 将通过中空机械搅拌器向铁水内加入脱硫剂,搅拌脱硫。
2019/3/11
College of material science and engineering, ChongQing university
3
钢铁铁制造流程
钢铁制造的工艺流程
2019/3/11
College of material science and engineering, ChongQing university
16
钢铁铁制造流程
精炼——工艺路径
以钢种为中心,正确选择精炼设备
CAS-OB是最简单的非真空精炼设备，多适用于普碳钢、低合金 钢等以化学成分交货的钢种； LF有很强的清洗精炼和加热功能,适宜冶炼低氧钢、低硫钢和高 合金钢； VD脱碳能力弱(受钢包净高度的限制),具备一定的钢渣精炼功能, 适宜生产重轨、轴承、齿轮等气体含量和夹杂物要求严格的优质 钢种； RH脱碳能力强,适宜大量生产超低碳钢、IF钢(低N无间隙钢)； VOD、AOD等门用于生产不锈钢； 此外,经常采用不同功能的精炼炉组合使用,如CAS-RH LF-RH LF- VD AOD-VOD。
管线钢.
•
6 钢中氧含量过高，氧化物 夹杂以及宏观夹杂增加，严重影响管线钢的洁净度。钢中 氧化物夹杂是管线钢产生HIC和SSCC的根源之一，对钢的 50μ m后，严重恶化钢的各种性能。为了防止钢中出现直径 大于50μ m10-6 m的氧化物夹杂，减少氧化物夹杂数量， 一般控制钢中氧含量小于0.0015。
• 采用炉外精炼可获得较低的氧含量，国外许多厂家经炉外 精炼处理后成品钢中T[O]最低可达5ppm10-6 %的水平。 另外，由于耐火材料供氧，钢水在运输和浇注过程中应尽 量减少二次氧化。通过改进以及选择良好的中间包覆盖渣 和连铸保护渣，取得较好的效果。目前工业上已能生产杂 质含量小于0.01的高纯钢，预计到21世纪中叶有可能生产 出杂质含量只有百万分之几的高纯钢。
•
3 硫是管线钢中影响 抗HIC能力和抗SSC能力的主要元素。随着硫含量的 增加，HIC敏感性显著增加，只有当S<0.0012时， HIC明显降低。值得注意的是硫易与锰结合生成 MnS夹杂物。当MnS夹杂变成粒状夹杂物时，随着 钢强度的增加，单纯降低硫含量不能防止HIC。如 X65级管线钢，当硫含量降到20ppm 度比仍高达30%以上。
• 在炼钢整个过程中均可脱磷，如铁 水预处理、转炉以及炉外精炼，但 最终脱磷都是采用炉外精炼来完成。
•
5 ，管线钢中氢 的质量分数越高，HIC产生的几率越大，腐蚀 率越高，平均裂纹长度增加越显著，自真空处 理技术出现以后，钢中氢已可稳定控制在 0.0002%以下。钢中氢是导致白点和发裂的主 要原因。管线钢中的氢含高，HIC产生的几率 越大，腐蚀率越高，平均裂纹长度增加越显著。
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：
钢管生产工艺课件(PPT33张)
4.3.2螺旋埋弧焊管工艺流程图
高等级螺旋焊管成套设备
4.4.1直缝埋弧焊钢管
直缝埋弧焊管（LSAW）一般是以钢板为原料，经过不同的成型工艺，采用双面 埋弧焊接和焊后扩径等工序形成焊管。 主要设备 铣边机、预弯机、成型机、预焊机、扩径机 等
4.4.2主要成型工艺
直缝埋弧焊管按成型方式分为UO(UOE)、 RB(RBE)、JCO（JCOE）等多种。将钢板在成 型模内先压成U 形，再压成O 形，然后进行 内外埋弧焊，焊后通常在端部或全长范围 扩径（Expanding）称为UOE 焊管，不扩径 的称为UO 焊管。将钢板辊压弯曲成型（ Roll Bending)，然后进行内外埋弧焊，焊后 扩径为RBE 焊管或不扩径为RB 焊管。将钢 板按J 型-C 型-O 型的顺序成型，焊后进行扩 径为JCOE 焊管或不扩径为JCO 焊管
二、生产工艺分类：无缝钢管、焊管
1、无缝钢管SML
2、焊管
从生产工艺上来分，焊接钢管主要分为
电阻焊管ERW（Electric Resistance Welding） 螺旋埋弧焊管SSAW（Spirally Submerged ArcWelding） 直缝双面埋弧焊管LSAW（Longitudinally Submerged Arc 管是一种具有中空截面、周边没 有接缝的圆形，方形，矩形钢材。无缝 钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛 管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无 缝钢管具有中空截面，大量用作输送流 体的管道，钢管与圆钢等实心钢材相比 ，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻， 是一种经济截面钢材，广泛用于制造结 构件和机械零件，如石油钻的钢脚手架 等。
三、无缝钢管工艺
3.1无缝钢管的历史
• 无缝钢管生产有100多年的历史。德国人曼尼斯曼兄弟 于1885年首先发明二辊斜轧穿孔机，1891年又发明周 期轧管机,1903年瑞士人施蒂费尔（R.C.Stiefel）发明自 动轧管机（也称顶头式轧管机），以后又出现了连续 式轧管机和顶管机等各种延伸机，开始形成近代无缝 钢管工业。20世纪30年代由于采用了三辊轧管机、挤 压机、周期式冷轧管机，改善了钢管的品种质量。60 年代由于连轧管机的改进，三辊穿孔机的出现，特别 是应用张力减径机和连铸坯的成功，提高了生产效率 ，增强了无缝管与焊管竞争的能力。70年代无缝管与 焊管正并驾齐驱，世界钢管产量以每年 5％以上的速 度递增。中国1953年后重视发展无缝钢管工业，已初 步形成轧制各种大、中、小型管材的生产体系。铜管 一般也采用锭坯斜轧穿孔、轧管机轧制、盘管拉伸工 艺。
不锈钢管的生产及应用1PPT课件
不锈钢无缝管生产工艺介绍
• 衡量钢管的主要尺寸： • 外径（D）、壁厚（S）及内径（d） • 外径和壁厚的比值：称为径壁比，根据径壁比可以将
钢管分成四类： • 特厚管(D/S<10) • 厚壁管（ D/S=10 ~20） • 薄壁管（ D/S=20 ~40 ） • 极薄壁管(D/S>40)
不锈钢无缝管生产工艺介绍
•
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
成品的酸洗：酸洗→清洗→冲洗→热水浸
•
去油的酸洗：硝酸洗→清洗→冲洗→碱槽脱脂→冲洗→热
水浸（视情况可省略）
• （2）酸洗时间控制在25～45分钟，温度40 ～60℃；
• （3）入缸时，尾高头低，待酸液注满钢管后才能放平；
不锈钢无缝管生产工艺介绍
• （4）起缸时，头高尾低，冲洗时必须逐支进行； • （5）内径≦20mm，内径20 ～40mm长度大于7m的钢管须
8 ～10
10 ～15
不锈钢无缝管生产工艺介绍
• ◇ LG冷轧机（二辊环型） • （1）延伸率最大≦4.5 • （2）减径减壁量如下表
LG30
LG40
LG60
LG60H
管坯外径（ mm）
管坯壁厚（ mm）
22～51 1.35 ～6
25 ～63 2 ～6.5
40 ～80 ≦10
40 ～80 1.5 ～10
• 齐尺管：某个规格以上齐尺：如11米以上齐尺； • 定尺管：如6米定尺： 长度允许偏差：0~5mm；0~10mm；0~15mm 倍尺：定尺米数的正数倍
不锈钢无缝管生产工艺介绍
• 主要穿孔方式——斜轧
•
二辊斜轧 ↗ a、曼式穿孔机
•
↘ b、锥形穿孔机
•
三辊斜轧—— 三辊穿孔机
管线钢生产技术、现状和未来发展趋势73页PPT
10、倚 Nhomakorabea南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
END
管线钢生产技术、现状和未来发展趋 势
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
窗
以
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安
。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
END
管线钢生产技术、现状和未来发展趋 势
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无
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7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
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9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
管线钢生产状况PPT课件
LF钢包精炼对我们来说已经很成熟了，应用的也比较多，就不 在介绍了。下面来看看RH真空精炼方法以及其所具有的功能适合冶 炼什么样的钢种？
9
2-1管线钢的精炼处理
（1）真空脱气精炼设备和工艺技术 真空处理设备与LF相匹配的钢包脱气（VD）装置，主要完成对钢水的脱氢、 脱氮（由C-O反应去除）、脱硫、合金微调、促使夹杂物聚集上浮等功能。与传 统的RH法相比，VD法有充分的渣—金反应，可以对钢水进行深脱硫，经VD处 理后钢水的脱硫效率可以达到40%左右。
管线钢的精炼工序必不可少，低硫工艺路线是管线钢生产的关键，夹杂物 变态处理（钙处理或稀土处理）对提高横向韧性和抗氢诱裂纹腐蚀起决定性 的作用。故管线钢生产，应根据不同的成分规范和钢材品种，选用合适的精 炼条件的组合，尤要防止钢水二次氧化和连铸过程产生各种缺陷。
8
我们都知道管线钢有个显著的要求就是S的含量要求低，属于超 低硫钢。目前在武钢和宝钢都采用的是LF+VD的方法来处理，我们也 可以采用RH的各种真空精炼的方法，采用RH真空处理设备主要完成 对钢水的脱氢、脱氮、脱硫、合金微调、促使夹杂物聚集上浮等功能。 处理后，钢水中H可降到2ppm,S可降到10ppm,N可降到90ppm。
（2）钢水的渣精炼及再加热设备工艺技术 钢包炉（LF）处理装置与相应容量的转炉相应，主要完成钢水的加热升温、 脱 氧、脱硫、促使夹杂物上浮去除、合金成分调整等任务，在冶炼和连铸间起缓 冲作用。LF与其它精炼的区别在于LF具有很强的渣精炼功能，渣精炼可以实现 扩散脱氧、脱硫以及吸附钢水中的夹杂物。由于底吹氩的搅拌作用及电弧的加 热形成局部高温，使LF的渣金反应具有很好的动力学条件。LF通常采用埋弧加 热，可以保护钢包内衬、减少耐火材料消耗、减少电极消耗和电耗。LF的造渣 制度（精炼基础渣和精炼埋弧渣）是完成LF冶金功能的关键技术，合理的造渣 制度既能很好地完成脱氧、脱硫等冶金功能，又能实现LF的全程埋弧操作。 钢目中前硫宝含钢量经可过以L达F处到理10的×1钢0水-6，以脱下硫，效钢率水可的以全达氧到含6量0%可~以8达0%到甚15至~更25高×，10超-6。低硫 量钢在包10炉×处10理-6左过右程，会1造5成×1钢0-水6甚增至碳更、高增。氮故、冶增炼氢质等量，要宝求钢高的的LF钢处种理时过，程在的L增F处氮理 结束时，要对钢水进行真空处理，通常采取LF＋VD处理的工艺路线。
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2-1管线钢的精炼处理
（1）真空脱气精炼设备和工艺技术 真空处理设备与LF相匹配的钢包脱气（VD）装置，主要完成对钢水的脱氢、 脱氮（由C-O反应去除）、脱硫、合金微调、促使夹杂物聚集上浮等功能。与传 统的RH法相比，VD法有充分的渣—金反应，可以对钢水进行深脱硫，经VD处 理后钢水的脱硫效率可以达到40%左右。
管线钢的精炼工序必不可少，低硫工艺路线是管线钢生产的关键，夹杂物 变态处理（钙处理或稀土处理）对提高横向韧性和抗氢诱裂纹腐蚀起决定性 的作用。故管线钢生产，应根据不同的成分规范和钢材品种，选用合适的精 炼条件的组合，尤要防止钢水二次氧化和连铸过程产生各种缺陷。
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我们都知道管线钢有个显著的要求就是S的含量要求低，属于超 低硫钢。目前在武钢和宝钢都采用的是LF+VD的方法来处理，我们也 可以采用RH的各种真空精炼的方法，采用RH真空处理设备主要完成 对钢水的脱氢、脱氮、脱硫、合金微调、促使夹杂物聚集上浮等功能。 处理后，钢水中H可降到2ppm,S可降到10ppm,N可降到90ppm。
（2）钢水的渣精炼及再加热设备工艺技术 钢包炉（LF）处理装置与相应容量的转炉相应，主要完成钢水的加热升温、 脱 氧、脱硫、促使夹杂物上浮去除、合金成分调整等任务，在冶炼和连铸间起缓 冲作用。LF与其它精炼的区别在于LF具有很强的渣精炼功能，渣精炼可以实现 扩散脱氧、脱硫以及吸附钢水中的夹杂物。由于底吹氩的搅拌作用及电弧的加 热形成局部高温，使LF的渣金反应具有很好的动力学条件。LF通常采用埋弧加 热，可以保护钢包内衬、减少耐火材料消耗、减少电极消耗和电耗。LF的造渣 制度（精炼基础渣和精炼埋弧渣）是完成LF冶金功能的关键技术，合理的造渣 制度既能很好地完成脱氧、脱硫等冶金功能，又能实现LF的全程埋弧操作。 钢目中前硫宝含钢量经可过以L达F处到理10的×1钢0水-6，以脱下硫，效钢率水可的以全达氧到含6量0%可~以8达0%到甚15至~更25高×，10超-6。低硫 量钢在包10炉×处10理-6左过右程，会1造5成×1钢0-水6甚增至碳更、高增。氮故、冶增炼氢质等量，要宝求钢高的的LF钢处种理时过，程在的L增F处氮理 结束时，要对钢水进行真空处理，通常采取LF＋VD处理的工艺路线。
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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
屈强比高也有有利的一面，钢管爆破压力与屈强比成 正比。
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
2.管线钢的性能要求
影响性能的因素
氢诱导开裂（HIC）：脱硫可以阻止HIC开裂，但是只采用该工艺 并不能完全解决这一问题，1972年，阿拉伯Ummshaif含酸性原油 管线破裂，该管线采用的是低碳微合金钢，S小于0.005%，由于 控轧工艺不良，终轧温度为659－680℃处于γ＋α两相区，形成了 较严重的带状组织；为提高管线钢抗HIC性能，现代管线钢要求 （1）提高钢的纯净度、采用精料、高效铁水预处理、复合炉外精 炼。达到S≤0.001%，P≤0.010％, [O]≤20ppm，[H]≤1.3ppm；如 NKK规定，高钢级抗HIC钢的S、P、N、H、O及Pb、As、Sn、Bi、 10个元素之和应小于80ppm；（2）提高成分和组织均匀性，在降 低S含量的同时，进行Ca处理、电磁搅拌、铸坯轻压下、多阶段 控轧、强制加速冷却，限制带状组织形成；（3）细化晶粒，主要 通过合金化和控轧控冷工艺达到；（4）尽量降低C含量（通常 C≤0.06%），控制Mn含量，添加Cu。
10.34
天然气
9.92
天然气
12.00
天然气
1.管线钢的发展
1.管线钢的发展
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；
珠光体－铁素体类型，珠光体≤15％，C：0.06-0.09%， Nb+Ti+V≤%，控制轧制，轧后时效硬化，钢级为 X52-X65；
针状铁素体/贝氏体类型，超纯、超低碳钢，C：0.020.05%，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.
1.管线钢的发展
2.管线钢的性能要求
现代管线钢的六种失效机制
脆性断裂问题，冲击韧性≥35J，DWTT； 硫化氢或二氧化碳引起的阳极腐蚀问题； 硫化氢引起的应力腐蚀断裂（SSC）； 氢诱发裂纹（HIC）； 塑性失稳断裂，冲击韧性≥107J，止裂； 由于外包装质量引起的腐蚀问题。
对扩径管YR≤0.90，一般要求YR≤0.85
YR≤0.90 对X65， YR≤0.90
2.管线钢的性能要求
韧性要求的作用： （1）避免通常的断裂发生 （2）防止脆性断裂 （3）限制延性断裂 指标要求：
落锤撕裂试验（DWTT）； 夏比冲击值（CVN－、50％FATT、80％FATT）； 积分试验等
2.管线钢的性能要求
影响性能的因素
强度：细化晶粒是唯一能增加强度并同时改善夏比冲 击韧性的强化机制，因此，在标准中有韧性要求时， 细化晶粒是管线钢最基本的要求。
韧性：细化晶粒在提高强度的同时也改善了韧性，尽 管细化晶粒可以改善韧性，并可获得所要求的落锤撕 裂试验结果，但是若C、S含量高，脱氧不充分。钢的 实际夏比冲击功很低。
2.管线钢的性能要求
强度 韧性 塑性 焊接性能 抗腐蚀性能 止裂性能
2.管线钢的性能要求
强度：包括屈服强度、抗拉强度和屈强比
标 准 （ API－5LX） 屈服强度N/mm2
抗拉强度N/mm2
X42
290
415
X46
320
435
X52
360
455
X56
38
490
X60
415
520
X65
管线钢的工艺要求、 性能指标和生产技术
内容
管线钢的发展 管线钢的性能要求 管线钢的标准和检验 管线钢的成分 管线钢的冶炼 管线钢的轧制 西气东输管线钢的要求 薄板坯生产管线钢
1.管线钢的发展
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。
2.管线钢的性能要求
塑性与焊接性能
管线钢的塑性用冷弯性能指标评价，冷 弯试验要求：R＝t 180o 外表面及内侧无 裂纹；
管线钢的焊接性能用碳当量Ce和裂纹敏 感性系数Pcm评定，
Pcm=C+(Mn+Cr+Cu)/20 +V/10 +Mo/15 +Si/30 +Ni/60 +5B
Ce=C+Mn/6 +(Cr+Mo+V)/5 +(Ni+Cu)/15
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
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。
1.管线钢的发展
现代管线的发展是高压输送，对强度、韧性要求高；
1870年
0.25MPa
1950-1960 6.2MPa
1970-1980 10MPa
1998
14MPa
富气输送，在源头不进行分馏处理，将重烃气留在天 然气中输送，到用户地时在分馏，对韧性要求高；
我国西气东输工程为10MPa
1.管线钢的发展
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;
对于高强度钢管（特别是高强度低合金控制管线钢生 产的钢管）屈强比较高，有时X70会超过0.93；