【精品】管線鋼論文

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1、摘要目前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對石油天然氣的需求口益旺盛。大ft徑管道作為石油天然氣安全經(jīng)濟(jì)有效的輸送途徑之一,隨著西氣東送等大建設(shè)項(xiàng)n相繼投入,國家已將其放在了優(yōu)先發(fā)展的位置。我國管線鋼的應(yīng)用和起步較晩，過去已鋪設(shè)的油、氣管線大部分采用Q235和16Mn鋼?！傲濉逼陂g，我國開始按照API標(biāo)準(zhǔn)研制X60、X65管線鋼,并成功地與進(jìn)口鋼管一起用于管線敷設(shè)。90年代初寶鋼、武鋼乂相繼開發(fā)了高強(qiáng)高籾性的X70管線鋼，并在澀寧蘭管道工程上得到成功應(yīng)用。國外天然氣高斥輸送采用高鋼級鋼管呈強(qiáng)勁的發(fā)展趨勢。微合金鋼控軋技術(shù)在管線鋼中

2、的應(yīng)用使得管線鋼不再進(jìn)行止火而大大降低了牛產(chǎn)成本，同時(shí)微合金元素的作用使得晶粒進(jìn)一步細(xì)化?，F(xiàn)代管線鋼在組織結(jié)構(gòu)上的一個(gè)重要標(biāo)志是針狀鐵素體或低碳貝氏體。針狀恢素體或超低碳貝氏體的組織特點(diǎn)使高鋼級管線鋼在獲得高強(qiáng)度的同時(shí)仍具有優(yōu)良的韌性。針狀恢素體對韌性的貢獻(xiàn)首先歸結(jié)于它的多位向析出形態(tài)。針狀鐵素體與母相Z間特定的晶體學(xué)關(guān)系，不同方位的針狀鐵素體分別按不同的K-S關(guān)系從奧氏體中析出，獲得的針狀鐵素體尺寸參差不齊，彼此交義分布，具間具有大角度品界，因而對裂紋擴(kuò)展具有阻止作用。關(guān)鍵詞：管線鋼；低碳貝氏體；DWTT；第一章X

3、80管線鋼的概述1.1X80管線鋼簡介日前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對石油天然氣的需求日益旺盛。大直徑管道作為石油天然氣安全經(jīng)濟(jì)有效的輸送途徑乞一，隨著西氣東送等大建設(shè)項(xiàng)忖相繼投入，國家已將其放在了優(yōu)先發(fā)展的位置。為了降低管線建設(shè)和運(yùn)營成本，提高管線安全性和可靠性，高壓人口徑管線用鋼不僅要具有更高強(qiáng)度還要具有更高韌性，所以建設(shè)高壓長距離輸送管線是解決長時(shí)期、大規(guī)模運(yùn)輸天然氣的主要措施，并且我國今后將在國外尋找油資源通過海運(yùn)或管道輸送至國內(nèi)。口前我國石油天然氣管道屮應(yīng)用最廣的是X65和X70針狀鐵素體管線鋼巴因此，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)

4、為了占據(jù)市場有利位置，紛紛投入巨資進(jìn)行高等級管線鋼的開發(fā)與生產(chǎn)。X80是高強(qiáng)度管線鋼的美國分類型號。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。口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，主要以熱軋及正火狀態(tài)供貨⑵。X80管線鋼典型的碳含量為0.04%?0.08%,有些含碳量達(dá)到0.02%的超低碳水平。由于近海和極地管線開發(fā)的需求，管線鋼具仃低的碳當(dāng)屋以便在惡劣的環(huán)境下無預(yù)熱焊接，不進(jìn)行焊后熱處理和保證接頭的低硬度、避免硫化物應(yīng)力腐蝕

5、開裂。C的減少使屈服強(qiáng)度下降，通過其它強(qiáng)化機(jī)制的應(yīng)用予以補(bǔ)償。最常用的是以血代C。Mn的加入引起固溶強(qiáng)化，Mn提高強(qiáng)度的同時(shí)還提高鋼的韌性，降低鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度⑶。由于Mn含量的增加會加速控軋鋼板的中心偏析,因此根據(jù)板厚和強(qiáng)度的不同要求，鋼中Mn的添加范

6、韋

7、一般為1.1?2.0%。1.2X80管線鋼的發(fā)展歷史國際上X80管線鋼從二十世紀(jì)八十年代研制至今已有二十余年歷史。由于其在管線工程上的應(yīng)用，對其研究更多集中在對鋼管的焊接性和抗腐蝕性研究上，而對X80鋼板材的組織和強(qiáng)韌性尚缺乏全面深入的研究。我國管線鋼的應(yīng)川和起

8、步較晩，過去己鋪設(shè)的汕、氣管線大部分采用Q235和16Mn鋼。“六五”期間,我國開始按照API標(biāo)準(zhǔn)研制X60、X65管線鋼,并成功地與進(jìn)口鋼管一起用于管線敷設(shè)。90年代初寶鋼、武鋼乂相繼開發(fā)了高強(qiáng)高韌性的X70管線鋼，并在澀寧蘭管道工程上得到成功應(yīng)丿IJ⑷O國內(nèi)X80級管線鋼管的研究開發(fā)于2000年開始立項(xiàng)，至2003年已相繼完成了不同規(guī)格的X80鋼級板卷、鋼板和焊管的試制和生產(chǎn)，取得了突破性進(jìn)展。2004年，中國石油天然氣集團(tuán)公司科技發(fā)展部會同西氣東輸管道公司研究決定_在酋氣東輸陜京二線聯(lián)絡(luò)線上進(jìn)行X80鋼級螺。冃

9、前，國外天然氣高壓輸送采用高鋼級鋼管呈強(qiáng)勁的發(fā)展趨勢。微合金鋼控軋技術(shù)在管線鋼中的應(yīng)用使得管線鋼不再進(jìn)行正火而人人降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)微合金元索的作用使得晶粒進(jìn)一步細(xì)化。1.1X80管線鋼的成分特點(diǎn)由于近海和極地管線開發(fā)的需求，管線鋼具有低的碳當(dāng)量以便在惡劣的環(huán)境下無預(yù)熱焊接，不進(jìn)行焊后熱處理和保證接頭的低駛度、避免硫化物應(yīng)力腐蝕開裂。X80管線鋼典型的碳含量為0.04%?0?08%,有些含碳量達(dá)到0.02%的超低碳水平。管線鋼中的微合金元素主要指Nb、V、Ti等強(qiáng)氮化物形成元素⑸。其作用Z—是在控軋過程屮阻止奧氏體

10、晶粒長大。另一作用是在軋制鋼板時(shí)延遲y的再結(jié)晶。Nb具有顯著的晶粒細(xì)化作用和中等的沉淀強(qiáng)化作用，在增加強(qiáng)度的同時(shí)還降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度。鋼中加Ti可以在焊接峰值溫度下能通過生成穩(wěn)定的氮化物，從而有效控制晶粒長大。V有較高的沉淀強(qiáng)化和較弱的細(xì)化晶粒作用，因而其韌脆轉(zhuǎn)變溫度比含Nb和含Ti的鋼都高，所以一般在管線鋼設(shè)計(jì)屮都不單獨(dú)使用Vr61o針狀鐵素體