管道用钢.ppt

《管道用钢.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《管道用钢.ppt（15页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、管道用钢一、管线钢的市场景象一、管线钢的市场景象 管道输送是长距离输送石油、天然气最经济、合理的运输方式。我国从19972000年建设的输油管线长为1273,中哈、中俄输油管线,中俄输气管线等多条跨国管道建设,油气输送管道有1000020000的建设任务,因此,21世纪初我国管道建设将出现一个新的高潮,这对我国的冶金行业和制管行业的发展提供了机遇和挑战。当今石油、天然气行业发展迅速，随着石油、天然气开采量的增加，对管线钢的需求量也日益增多，对钢材质量要求更为严格，这将是钢铁行业的一个新的挑战。二、管线钢的性能要求二、管线钢的性能要求1.高强度 为了提高输送效率,对大型油、气田的输送和管线设计而

2、言,倾向于提高工作压力和输送管径,因此,对管线钢的强度要求越来越高。目前,管线钢的强度已由最初的s289MPa(X42),提高到s482MPa(X70)、s 551MPa(X80),而X100也在开发之中。管线钢的强度包括拉伸强度(b)和屈服强度(s)。强度随材料成分的不同变化很大,而处理状态不同,强度变化也很大。一般来说,钢的屈服强度增加其塑性、冲击功等将减少,因此,促使人们通过固溶强化、晶粒细化等强化手段来使管线钢达到要求的性能。2.高韧性 韧性是管线钢的重要性能之一,它包括冲击韧性、断裂韧性等。由于韧性的提高受到强度的制约,因此管线钢生产常常采用晶粒细化这种唯一既可提高强度又能提高韧性的

3、强韧化手段,另外,夹杂物对管线钢的韧性具有严重的危害性,因此,降低钢中有害元素含量并进行夹杂物变性处理是提高韧性的有效手段。3.良好的焊接性 钢的焊接性是指材料对焊接加工的适应性,即在一定的焊接条件下获得优质焊接接头的难易程度。改善高强度钢焊接性的措施是多方面的,首先,钢的化学成分对高强度钢的焊接性有直接的重大影响,提高焊接性能的有效措施是降低C、P、S含量和选择适当的合金元素。其次,适当控制Ti、Al等的氮化物和Ti的氧化物对降低淬硬性和防止冷裂纹及提高韧性也有好处,加Ca等对防止冷裂纹和层状撕裂及提高韧性也有效果。三、管线钢的化学成分三、管线钢的化学成分成分/%CSiMnPSNb+V+Ti

4、 NX52 0.15 0.35 0.75-1.35 0.025 0.001 0.15 0.009 X60 0.11 0.35 1.55 0.025 0.001 0.15 0.009 X65 0.11 0.35 1.55 0.025 0.001 0.14 0.009 四、管线钢的生产工艺要点四、管线钢的生产工艺要点1.冶炼 X65/X70级管线钢生产中，首先要进行铁水预处理。铁水预处理是获得低硫管线钢的经济的冶金方法，主要是脱硫操作。转炉冶炼时，顶底复吹少渣冶炼，脱碳升温，使钢中夹杂充分上浮，以Si-Fe、Mn-Fe、Ca-Si添加的顺序调整成分和最终脱氧。目前在LD转炉中将顶吹和底部搅拌结合起

5、来可以获得低碳和低磷管线钢。采用这种方法可使碳含量达到0.02%0.03%，磷含量降至7010-6。2.精炼 钢包精炼过程主要涉及到氩或电磁搅伴、真空处理和喷吹处理。钢包精炼除了通过RH真空装置和TN法进行合金成分微调外，还进行杂质元素、气体含量以及氧化物、硫化物形态的精确控制。精炼的应用可生产出碳含量在0.002%0.003%，杂质含量达到0.001%S、0.003%P、0.003%N、23ppmO和1ppmH的洁净钢。3.连铸 连铸是目前管线钢生产广泛采用的一项新技术。连铸可提高热轧成材率10%，降低成本8%。连铸的成功经验是低的过热度、全程保护浇注和二次冷却，采用电磁搅拌，可以得到均匀的

6、等轴的凝固区。在管线钢连铸生产中，如何防止大颗粒夹杂物、成分偏析、表面和内部裂纹，是目前提高材质的首要环节。防止钢水从钢包到中间包以及中间包到结晶器的二次氧化非常重要，一般采用氩气保护，中间包净化技术。此外，连铸坯在1300以上时，应避免快速喷水冷却，以免产生表面裂纹。同时，连铸过程中采用电磁搅拌、轻压下技术以及防止液相穴内富集溶质母液的流动等技术对降低合金元素偏析有很大作用。改善连铸坯的成分偏析，提高管线钢的止裂性能和抗硫化氢腐蚀性能。近年来，我国在高强度管线钢生产中采取了低碳（0.06%）、超低硫（0.002%）、钙处理以及低的板卷卷取温度等工艺进的、强有力的控制冷却手段来调整铁素体晶粒尺

7、寸、贝氏体类型及其比例、碳氮化物析出相的数量和粒度分布。我国考虑选用新型输气管线钢始自2000年春西气东输工程酝酿阶段，为了经济地从我国西部，甚至中亚和西伯利亚向东部沿海地区输送天然气，管线钢选X70，为低C-Mn-Mo-Nb（Ti）成分的针状铁素体型钢种，管径加到到1016mm，压力加大到10MPa，较X65减少管壁厚度节省钢材12.5%，所选用管壁厚度14.6mm能满足管道刚度稳定判据D/t80，即t12mm要求。我国正在建设和计划将要建设的重点天然气管道工程有：西气东输工程，全长4176公里，总投资1200亿元，2000年9月正式开工建设，2004年全线贯通。五、管线应用及新发展五、管线

8、应用及新发展 1.涩宁兰输气管道工程，全长950公里，已于2000年5月开工建设，已接近完工，天然气已送到西宁；2.忠县至武汉输气管道工程，全长760公里，前期准备工作已获得重大进展，在建的11条隧道已有4条贯通；3.石家庄至涿州输气管道工程，全长202公里，已于2000年5月开工建设，已完工；4.石家庄至邯郸输气管道工程，全长约160公里；5.陕西靖边至北京输气工程复线；陕西靖边至西安输气管道工程复线；6.陕甘宁至呼和浩特输气工程，全长497公里；7.海南岛天然气管道工程，全长约270公里；山东龙口至青岛输气管道工程，全长约250公里；我国在70年代初开始建设大口径长输管道，著名的“八三”管道会战建设了大庆油田至铁岭、由铁岭至大连、由铁岭至秦皇岛的输油管道，解决了困扰大庆原油外输问题。该管道设计管径720mm，钢材选用16MnR，埋弧螺旋焊管，壁厚611mm。焊接工艺方案为：手工电弧焊方法，向上焊操作工艺；焊材选用J506、J507焊条，焊前烘烤400、1小时，3.2打底、4填充、盖面；焊接电源采用旋转直流弧焊机；坡口为60V型，根部单面焊双面成型。东北“八三”会战所建设的管道已运行了30年，至今仍在服役，证明当年的工艺方案正确，并且施工质量良好。结束语！结束语！