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1、當(dāng)前國內(nèi)管線鋼發(fā)展應(yīng)用狀況探析第一部分:前言近年來隨著我國管線鋼市場的迅速發(fā)展,國家產(chǎn)業(yè)部門也出臺(tái)了鼓勵(lì)管線鋼產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)含量產(chǎn)品發(fā)展的政策,使得投資者對管線鋼市場的關(guān)注也越來越密切,管線鋼市場前景廣闊,也讓管線鋼市場推廣策略與營銷渠道開發(fā)的研究需求增大,所以進(jìn)行管線鋼系統(tǒng)的市場調(diào)研成為企業(yè)了解管線鋼市場的必要手段。本文將從包括管線鋼的技術(shù)特點(diǎn)、市場發(fā)展、下游需求、國家政策、宏觀視野等各個(gè)方面,為涉業(yè)在管線鋼市場中的企業(yè)提供參考信息及決策依據(jù)。第二部分:管線鋼的概念篇(一)管線鋼的相關(guān)知識(shí)1、什么是管線鋼要了解管線鋼的含義,我們可以先來個(gè)拆字的游戲:把
2、“管線鋼”這個(gè)名詞的字拆分為:“管線”和“鋼”來幫助理解,“鋼”指的是中厚板/帶卷,被稱為管線用鋼,通過加工把它們卷成大口徑的管型,然后再通過焊接把這些獨(dú)立的鋼管連成一條管道線,用于輸送石油、天然氣,這樣用處的鋼統(tǒng)稱為管線鋼,管線鋼是加工管線鋼管的材料。一般采用中厚板形式的管線鋼來制做厚壁直縫焊管,而板卷形式的管線鋼主要用于生產(chǎn)直縫電阻焊管或埋弧螺旋焊管。如圖所示: 管線鋼的規(guī)格目前從X56~X120不等,如何理解呢?以X80為例:X80即管線鋼最小屈服強(qiáng)度80000psi(552MPa),取美制單位屈服強(qiáng)度最小值前兩位。psi英文全稱為poundsp
3、ersquareinch。P是磅(pound),S是平方(square),I是英寸(inch)。把所有的單位換成公制單位就可以算出:1bar≈14.5psi,1psi=6.895kPa=0.06895bar(歐美等國家習(xí)慣使用psi作單位)。2、管線鋼的技術(shù)級(jí)別隨著現(xiàn)代冶金技術(shù)和裝備水平的不斷進(jìn)步,管線鋼的生產(chǎn)制造工藝在煉鋼上采用了超低碳、超低硫、夾雜物形態(tài)控制的純凈鋼冶煉技術(shù),在熱軋方面采用優(yōu)化的控軋控冷的熱機(jī)械處理技術(shù),通過合理的成分設(shè)計(jì)和工藝控制得到最佳的顯微組織,可滿足石油天然氣管道建設(shè)用高等級(jí)管線鋼所需的高強(qiáng)度、高韌性和良好焊接性等綜合性能。
4、早期的管線鋼一直采用C、Mn、Si型的普通碳素鋼,在冶金上側(cè)重于性能,對化學(xué)成分沒有嚴(yán)格的規(guī)定。自60年代開始,隨著輸油、氣管道輸送壓力和管徑的增大,開始采用低合金高強(qiáng)鋼(HSLA),主要以熱軋及正火狀態(tài)供貨。這類鋼的化學(xué)成分是:C≦0.2%,合金元素≦3~5%。隨著管線鋼的進(jìn)一步發(fā)展,到60年代末70年代初,美國石油組織在API5LX和API5LS標(biāo)準(zhǔn)中提出了微合金控軋鋼X56、X60、X65三種鋼。這種鋼突破了傳統(tǒng)鋼的觀念,碳含量為0.1-0.14%,在鋼中加入≤0.2%的Nb、V、Ti等合金元素,并通過控軋工藝使鋼的力學(xué)性能得到顯著改善。到197
5、3年和1985年,API★標(biāo)準(zhǔn)又相繼增加了X70和X80鋼,而后又開發(fā)了X100管線鋼,碳含量降到0.01-0.04%,碳當(dāng)量相應(yīng)地降到0.35以下,真正出現(xiàn)了現(xiàn)代意義上的多元微合金化控軋控冷鋼?!顰PI:美國集石油勘探、開發(fā)、儲(chǔ)運(yùn)、銷售為一體的行業(yè)協(xié)會(huì)性質(zhì)的非營利性機(jī)構(gòu)。主要活動(dòng)之一就是制定和修訂API標(biāo)準(zhǔn),涉及石油行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域,具有全面性、系統(tǒng)性、領(lǐng)先性和權(quán)威性,在世界各地廣泛使用。3、管線鋼的化學(xué)成分舉例為保障管線的安全可靠性,在提高管線鋼強(qiáng)度的同時(shí),還要相應(yīng)提高其韌性,管線鋼在成分設(shè)計(jì)上,大體上都是低碳、超低碳的Mn-Nb-V(Ti)系,有的
6、還加入Mo、Ni、Cu等元素?,F(xiàn)代冶金技術(shù)可以使鋼具有極高的純凈度、均勻性和超細(xì)化晶粒,以下以幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管線鋼規(guī)格為例,列舉它們的化學(xué)成分:4、管線鋼的性能要求因?yàn)楣芫€鋼主要用于輸油、氣管道,而由于石油和天然氣本身的特殊性,所以要求輸送用管道的材質(zhì)必須具備幾個(gè)特性要求:較高的耐壓強(qiáng)度、較高的低溫韌性、優(yōu)良的焊接性能。具體表現(xiàn)在:(1)高強(qiáng)度為了提高輸送效率,提高輸送壓力和輸送管徑,在管線設(shè)計(jì)方面,對管線鋼的強(qiáng)度要求越來越高,包括拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度,強(qiáng)度隨材料成分的不同變化不同,處理狀態(tài)不同,強(qiáng)度變化也很大。(2)高韌性韌性是管線鋼的重要性能之一,包括沖擊
7、韌性、斷裂韌性等。韌性的提高受到強(qiáng)度的制約,因此管線鋼生產(chǎn)常常采用晶粒細(xì)化的強(qiáng)韌化手段,即可提高強(qiáng)度又能提高韌性。另外,夾雜物對管線鋼的韌性具有嚴(yán)重的危害性,因此降低鋼中有害元素含量并進(jìn)行夾雜物的變形處理是提高韌性的有效手段。(3)良好的焊接性鋼的化學(xué)成分對高強(qiáng)度鋼的焊接性有直接的重大影響,提高焊接性能的有效措施是降低C、P、S含量和選擇適當(dāng)?shù)暮辖鹪兀m當(dāng)控制Ti、Al等的氮化物和Ti的氧化物對降低淬硬性和防止冷裂紋及提高韌性有好處。鋼的焊接性是指材料對焊接加工的適應(yīng)性,即在一定的焊接條件下獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度,它包括結(jié)合性能(在焊接加工時(shí)金屬
8、形成完整的焊接接頭的能力)和使用性能(已焊接成的焊接接頭在使用條件下安全運(yùn)行的能力)?,F(xiàn)代石油