日本高强度管线钢生产概述

管线钢的开发速度加快 , 20 世纪 80 年代 , X70 级 管线钢逐渐引入工程建设中 , 90 年代 , X80 级管 线钢开始投入试用 。 1996 年 , 美国埃克森美孚公 司与日本新日铁公司 、 住友公司签订了 X120 级 管线钢联合开发协议 , 2001 年成功开发出具有高 止裂韧性的 X120 级管线钢 , 并于 2004 年进行了 示范段的敷设 。目前 , JFE 公司也已经完成了高 强度 X120 级管线钢的开发 。
2 日本高强度管线钢的工艺现状
1972 年至今 ,日本三大钢铁公司通过将微合
1 日本高强度管线钢的开发现状
1968 年日本 X65 级管线钢的使用 , 为高强度
金化技术和控制轧制与控制冷却工艺 ( T MCP ) 相 结合 , 生产出了综合性能优良的高强度管线钢 。 管线钢管用钢板的化学成分及适用轧制技术的总 管线钢的生产开创了新的里程碑 。此后 , 高钢级
w ( C)
w ( Si)
w (Mn)
w ( P)
w ( S)
w (Nb)
w ( Ti)
其他元素
N i,Mo,Mg N i, Cu, Cr,Mo, V N i, Cu,Mo Mo, B , N i, Cu, Cr N i, Cu,Mo N i, Cu,Mo Mo,无 B
0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.
Production Summar iza tion of JAPAN P ipelin e Steel w ith H igh Strength
Chen Yan,MAO Yan 2li
( Technology Infor m a tion R esea rch Institu te of A ngang Technology Cen ter, A nshan 114009, L iaon ing, Ch ina)
表 1 日本三大钢铁公司高强度管线钢的生产工艺
公司 新 日 铁 生产技术
( 1) KIP 技术 (向钢包内钢水喷粉来生产低硫钢的高效二次精 炼技术 ,通过调整钢包内渣的成分获得超低 S含量 ) ( 2) 板坯轻压下技术 ( 3) 控制轧制技术 (N I C) +连续在线控制冷却技术 ( CLC - μ) (1) 采用低 Si铁 ,在铁水预处理炉中采用无渣炼钢法提高钢的 纯净度 ( 2) 控制轧制技术 +超级在线加速冷却技术 ( Super - OLAC) , 并与在线热处理工艺 ( HOP) 相结合 ( 1) 采用高纯净钢技术 ,降低 P, S和 N 等杂质 ( 2) 住友控轧技术 ( SSC) +动态加速冷却技术 (DAC) , 水冷停 止温度低于 400 ℃
0. 04 0. 04 0. 04
含有
0. 04 0. 02
0. 0. 0. 0.
01 01 01 02
含有 含有
0. 22
注 : Ceq = C +M n /6 + (N i + Cu) /15 + (Cr +Mo +V ) /5
Pcm = C + Si/30 + (M n + Cu + Cr) /20 +N i/60 +Mo /15 +V /10 + 5B
0 前 言
管线钢在原油和天然气输送中起着重要的作 用 。随着管道在寒冷地区和深海敷设 , 对其所使 用的钢管性能要求愈来愈严格 。为了满足这些要 求 ,日本生产高强度管线钢的主要钢铁企业 — — — ( ) ( 新日铁公司 NSC 、 JFE 公司以及住友公司 S M I) 充分利用钢铁联合企业的优越性 , 完成了对各种 高强度管线用钢的生产技术开发 , 并取得了用户 的信赖 。
其他技术
HTUFF技术、 FEA 精 密成型技术、 高精度 制管技术 EW EL 技术 , 提高了 大线能量焊接的 HAZ韧性 SHT技术 、 焊接部位 超声波探伤技术
JFE
住友 金属
注:
HTUFF — 新日铁开发的提高厚板 HAZ韧性技术 ; EW EL —JFE开发的提高厚板 HAZ韧性技术 ; SHT— 住友
新 日 铁
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焊 管 2009 年
续表
钢管尺寸 拉伸试验 夏比冲击试验 落锤撕裂试验
3月
公司
钢级
外径 / 壁厚 / 方 屈服强度 / 抗拉强度 / 伸长 均匀伸 屈强 试验 冲击 试验 剪切 mm mm 向 MPa MPa 率 / % 长率 / % 比 / % 温度 / ℃ 功 /J 温度 / ℃面积 / %
表 3 新日铁 、 JFE公司高强度 、 抗大变形性能管线钢管力学性能
公司 钢管尺寸 拉伸试验 夏比冲击试验 落锤撕裂试验 外径 / 壁厚 / 方 屈服强度 / 抗拉强度 / 伸长 均匀伸 屈强 试验 冲击 试验 剪切 mm mm 向 MPa MPa 率 / % 长率 / % 比 / % 温度 / ℃ 功 /J 温度 / ℃面积 / % 纵 567 730 33 11. 0 78 0 211 0 100 610 13. 9 横 592 758 33 11. 0 78 - 40 200 - 20 94 X80 纵 539 650 39 6. 1 83 - 20 255 0 100 1 067 19. 1 横 560 669 38 7. 9 84 - 40 232 - 20 93 纵 696 820 20 5. 1 85 - 10 212 - 10 96 X100 低 C 762 19. 1 横 799 856 19 5. 0 93 - 30 197 - 20 84 纵 632 785 19 6. 7 81 - 10 242 - 10 100 762 14. 3 横 694 794 21 7. 3 87 - 40 205 - 20 100 X100 中 C 纵 632 772 23 7. 0 82 - 10 250 0 93 1 321 22. 9 横 719 803 24 7. 6 90 - 30 222 - 20 82 X120 1 219 19 纵 865 945 31 90 - 30 335 -5 75 钢级
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焊管 ・第
32 卷第 3 期 ・2009 年 3 月
● 国外焊管
日本高强度管线钢生产概述
陈 妍 , 毛艳丽
(鞍钢技术中心科技信息研究所 , 辽宁 鞍山 114000 )
摘 要 : 通过介绍日本高强度管线钢的开发现状 、 工艺现状 、 各种高强度管线钢的特点以及生 产使用情况可以看出 ,日本管线钢主要生产企业新日铁 、 JFE 和住友公司已确立了高强度管线 钢炼钢 — 轧钢 — 制管的闭环生产体制 ,以生产促进研发 。其生产的管线钢向高强度 、 大壁厚 、 抗大变形和高耐酸性能方向发展 ,海底管线用钢和耐酸管线钢的强度等级已达到 X70,具有优 良抗大变形性能的管线钢最高强度级达 X120。 关键词 : 日本 ; 高强度管线钢 ; 工艺现状 ; 生产应用 中图分类号 : TG113. 2 文献标志码 : A 文章编号 : 1001- 3938 ( 2009 ) 03 - 0064- 05
第 32 卷第 3 期 陈 妍等 : 日本高强度管线钢生产概述
来自百度文库
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体变化情况如图 1 所示 。实际上 , 日本三大钢铁 公司所开发的管线钢有各自的工艺路线 , 具体见 表 1。
3 日本开发的各种高强度管线钢及其特点
3. 1 高强度 、 高变形性能管线钢
管线敷设的环境条件不断发生变化 , 特别是 在地震地区和不连续冻土地区 , 除了要求高强度 之外 ,还要求管线钢具有抗大变形性能 。一般来 说 ,强度级别越高 , 抗大变形性能越低 , 这使高强 度 X100 级管线钢的使用受到了限制 。因此 , 新 日铁公司 、 JFE 公司相继开发出了既具有高强度 又具有抗大变形性能的 X100 和 X120 级管线钢 。 各级别高强度 、 抗大变形性能管线钢的化学成分
Abstract: Through introduction of development situation, p rocess status and all kinds of p ipeline steel w ith high strength characteristics, as well as p roduction and app lication. The conclusion showed Japanese main steel marker en2 terp rises such as NSC, JFE and S M I had established mechanic of p ipeline steel p roduction course from steel making, steel rolling to p ipe manufacture, to boost research by p roduction. Their p ipeline steel development orientation w ith high strength, heavy wall thickness, anti2transfor mation and resistance to acid corrosion, the strength of ocean p ipeline steel and resistance to acid corrosion steel have achieved X70, the top strength of p ipeline steel w ith good anti2trans2 for mation characteristic have reached X120. Key words: Japan; p ipeline steel w ith high strength; p rocess situation; p roduction app lication
1 016 17. 5 914. 4 15. 1 914. 4 19
X80 JFE X100 X120
纵 横 纵 横 纵 横
581 584 735 850 750 906
734 752 886 890 920 934 23 19 29 18
10. 1
79 78 83 96 0 - 30
271 262 263 0 - 25 100 85
4. 0 4. 8
82 97
3. 2 高强度 、 耐酸管线钢
铸坯中心偏析及表面裂纹技术 , 并与其开发出的 控制轧制和 Super - OLAC 技术结合在一起 , 成功 开发出 X70 级耐酸管线钢 。新日铁 、 住友和 JFE 公司耐酸管线钢的化学成分见表 4, 新日铁公司 耐酸管线钢管的力学性能见表 5, JFE 公司耐酸管 线钢管的力学性能见表 6, 住友金属公司耐酸管 线钢管的力学性能见表 7。
06 03 06 04 06 07 06
0. 26 0. 20 0. 22 0. 20 0. 20 0. 15
1. 81 1. 96 1. 96 1. 93 1. 80 2. 0 1. 91
0. 005 0. 005 0. 007 0. 01 0. 01
0. 002 0. 002 0. 002 0. 001 0. 001
图 1 日本管线钢生产技术的发展历史
见表 2,钢管的力学性能见表 3。
显微组织构成
X100 钢 : 上贝氏体 +MA X120 钢 : 下 贝氏体 + 弥散 碳化物 (含硼钢 ) X100 钢 : 贝 氏体中 分 散有 硬质 M /A X120 钢 : 铁 素体 + 贝 氏体 双相组织 (无硼钢 ) X100 钢 : 贝氏体 +马氏体 X120 钢 :下贝氏体 +弥散碳 化物 (含硼钢 )
金属公司开发的高韧性技术 。 表 2 新日铁 、 JFE公司高强度 、 抗大变形性能管线钢化学成分
公司 新 日 铁
JFE
%
Ceq 0. 41 0. 60 0. 46 Pcm 0. 17 0. 22 0. 19 0. 21
钢级
X80 X100 低 C X100 中 C X120 X80 X100 X120