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。意大利SNAM公司用Europipe公司生产的X100、X80与X70钢级进行对比试验，认为X80的现场焊接可以采用与X70相近的工艺，而X100则有所不同，但只要采取适当措施也可获得满意结果。

挪威STATOIL公司对新日铁、住友金属、NKK和Europipe

等公司提供的X80钢级钢管进行了用于海底管道的可行性研究，

获得了满意结果。日本NKK、新日铁、住友、川崎和欧洲钢管公司已经开发出X100管道钢管。Exxon Mobil公司1996年分别与新日铁和住友金属签订了共同开发X120管道钢的协议，2001年已经全面完成。2004年，Exxon Mobil公司在加拿大进行了X120钢管1.6公里试验段的铺设。

随着国内对石油以及对作为洁净能源的天然气的需求迅猛

增长，为了提高管道输送能力，降低管道建设成本和运行成本，迫切需要大规模采用高强度管线钢。为了保证高强度管线钢产品尽快投入工程应用，同时保证管道的安全可靠性，关键是要注重在进行产品开发的同时，大力开展新产品的工程应用基础研究。

在西气东输等重点工程立项后，石油和冶金行业联合开展了一系列相关的研究工作，如“大口径输气管道工程用高钢级管材国产化”、“油气输送管线管材选用研究”、“高钢级管材组织性能及断裂控制研究”、“油气输送管线安全可靠性研究”、“大口径感应加热弯管和三通生产工艺技术研究”等。这些项目的研究，不仅促进了国内X70管线钢产品的研究开发，也保证了西气东输等重要工程用管材的质量和管道的安全可靠性。

对于X80高钢级管材的研究和应用，石油与冶金行业已开展了十余项国家基础攻关、应用基础研究和技术开发，其中包括

国家“973”项目“高强度管线钢的重大工艺基础研究”，中油集团技术开发项目“X80管线钢管的开发与应用”、“X80管线钢的焊接及高韧性焊材选择”等。宝钢、武钢、鞍钢等大型企业都相继成功开发了X80热轧板卷和宽厚钢板；宝鸡、华北、巨龙等工厂相继成功开发了X80螺旋缝埋弧焊管和直缝埋弧焊管。中油集团公司正在积极实施X80管线钢应用工程项目。

二、国内X80管线钢的研究及生产现状

1.X80管线钢的开发及应用基础研究

我国在开发X80管线钢时采用“开发和应用并举”的原则。正在开展的X80管线钢应用基础研究课题内容包括：X80管线钢的组织与性能研究；高钢级输气管道的断裂控制研究；X80管道现场环焊接头焊接工艺优化及焊材选用；X80管道现场冷弯管成形工艺及控制指标；X80高强度管件生产工艺及质量控制技术；X80管道安全可靠性分析方法与评价技术等。

此外，我国借鉴西气东输管道标准及成功的实践经验，在进行大量应用基础研究的基础上，对X80钢板、板卷、SSAW焊管和LSAW焊管的关键技术指标进行了研究，并制订了相关产品技术标准。

2.X80管线钢的质量状况

中石油管材研究所与日本JPE、韩国POSCO以及国内武钢、宝钢、华北管厂、宝鸡管厂等单位合作开展了X80管线钢的研究开发工作。尽管部分性能测试结果存在差异，但几家工厂生产的X80管线钢产品都能够满足APISPEC5L标准要求。

除了宝钢与武钢已完成了X80管线钢的研制以外，鞍钢和舞阳钢铁公司电已试制了X80热轧钢板，并在巨龙钢管公司完成试制了直缝埋弧焊管（JCOE）。

有关X80管线钢应用工程用焊管的进一步研究工作正在进行之中。

三、X80管线钢应用中应关注的几个关键问题

针对X80管线钢应用中的关键问题开展研究，对于X80高强度钢管产品技术标准制订和产品质量验收都非常重要。目前应着重关注的问题包括：

1.X80管线钢成分、组织与性能相关性的研究

与X70管线钢相比，X80管线钢成分进行了调整，显微组织结构进一步优化，化学成分的差异，导致管线钢力学性能的差异。进一步研究高强度管线钢成分、组织和性能之间的内在联系，通过恰当的工艺可以获得组织和性能优异的X80管线钢。