管线钢的培训资料.doc

目录管线钢的介绍管线钢的发展历史合金元素在管线钢中的作用涉及管线钢的一些基本概念管线钢的冶炼特点。管线钢对于原料的要求管线钢的介绍用于管道长距离输送油气的钢叫做管线钢,英文pipelinesteel。世界经济的发展集中在能源的竞争。能源结构不断地变化以及能源需求急剧地增长,促进了石油天然气管道工业的迅速发展,同时决定了管道运输的方式。无论是从战略的观点,还是从经济的角度出发,高压大口径长输管线已成为油气运输最经济、最安全的运送方式。天然气输送管线大体可分为两类,即高压长距离输送主干线和沿途分输到各个主要用户的下游输气管线。前者主要着眼于降低运输成本,使边远地区的天然气输送到需求地区仍具有较低的成本,应用X70以上高强度管线钢就是在这种背景下产生的。而在干线沿途敷设的分输天然气管线则需要从保证管线绝对安全的出发选择低强度管线钢管。在人口密集的城市或地址条件不稳定地区敷设天然气管线,应采用低焊接当量并具有针状铁素体/贝氏体显微组织或具有抗大变形性能的双相显微组织管线钢,强度级别≤X65级,D/t≤50。应参照管线钢管对承受轴向压缩负载的临界应变量(不发生贯穿破裂的最大应变量)≥35t/D的规定来选择管线钢管。目前,人口城市化已经成为世界的普遍趋势。建设“无灾害城市”已成为一个重要的国际性课题,其中一个重点就是要确保天然气输送管线的安全。管线钢的发展历史早期的管线钢一直采用C、Mn、Si型的普通碳素钢,在冶金上侧重于性能,对化学成分没有严格规定。自20世纪60年代开始,随着输油、气管道输送压力和管径的增大,开始采用低合金高强钢(HSLA),主要以热轧及正火状态供货。这类钢的化学成分:C≤%,合金元素≤3%~5%。随着管线钢的进一步发展,到20世纪60年代末70年代初,美国石油组织在API5LX和API5LS标准中提出了微合金控轧钢X56、X60、X65系列。这种钢突破了传统钢的观念,%~%在钢中加入≤%的Nb、V、Ti等合金元素,并通过控轧工艺使钢的力学性能得到显著改善。到1973年和1985年,API标准又相继增加了X70和X80钢,而后又开发了X100管线钢,%~%,,开发出真正现代意义上的多元微合金控轧控冷管线钢我国管线钢研究起步较晚,一直到到20世纪80年代才相继开发出X65以下级别的管线钢,均为铁素体+珠光体型,近年来我国高强度级别管线钢的研究发展迅速,特别是针状铁素体管线钢已能够批量生产,最近刚刚完工的西气东输一期工程,选用了X70针状铁素体管线钢,促进了国内管线钢的发展。鞍钢,武钢,宝钢,济钢,本钢等厂家在管线钢研究方面进步很快,已成功开发出不同需求,不同规格的管线钢。由于管线钢输送的油气在一定的条件下具有一定的危险性,所以国内外对于管线钢的安全使用,在不同的时期制订了不同的标准,典型的有瑞典的船级社标准,美国石油协会标准API等,目前管线钢的标准严格意义上讲,是用户和供货商双方满意的一个标准。国外总结了天然气管线事故的四大原因,即管线的阳极腐蚀、土方工程破坏、应力腐蚀、地震滑坡,由于应力腐蚀和地震滑坡引发的故事(合计占事故原因36%)与管线钢管的材料选用有关,20世纪90年代,在俄罗斯管径为1020mm、1220mm和1420mm的大直径高强度输气主干线上,由于应力腐蚀发生的事故占输气管线总事故的25%~30%。表1是20世纪90年代后期俄罗斯输气管线发生应力腐蚀破裂事故的输气管段化学成分分析。表1中第1~3行是俄罗斯标准的钢号,是热轧后常化碳锰系低合金钢,其显微组织为铁素体+珠光体,强度级别相当APISPEC5L标准的X60~X65级,从其S和P含量判断,其冶金质量不高。表1中的第4~7行市当时西方钢厂按APISPEC5L标准生产的X70级管线钢,是控制轧制的钒或铌钒微合金钢,其显微组织应为铁素体+少珠光体,从S和P含量水平判断,其属于高纯净冶炼的优质钢,强度和韧性都明显高于表1中第1~3行的俄罗斯产品。表1说明了两个值得注意的问题:一是相当于X60~X65级的低强度、冶金质量不高的热轧常化低合金钢,从敷设管线到由于应力腐蚀发生破裂,平均服役寿命(18~20年)较优质的X70级高强度控轧微合金钢(9~14年)增长了1倍;二是X65级以下的大直径输气管线没有发生过应力腐蚀破裂事故。俄罗斯学者在2001年国际会议的报告中说,具有贝氏体+铁素体(即针状铁素体)显微组织的控轧管线钢具有较高的抗应力腐蚀(SCC)能力。表1俄罗斯20世纪90年代后期输气管线发生应力腐蚀管段化学成分钢级w(C)w(Si)w(Mn)w(P)w(S)w(Cr)w(Mo)w(Al)w(V)w(Nb)w(Ti)w(N).