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1、第28卷第10期焊接学报Vol.28No.102007年10月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONOctober2007X100级管线钢及其焊接性111222严春妍,李午申,冯灵芝,薛振奎,白世武,刘方明(1.天津大学材料科学与工程学院,天津300072;2.中国石油天然气管道科学研究院,河北廊坊065000)摘要:针对高压长距离油气输送管线的发展带来的对高强度钢管的巨大需求,论述了X100级管线钢的研究发展状况、冶金学设计原理、力学性能,以及现场焊接性等问题。指出X100级管线
2、钢的生产需要综合应用超纯净冶炼、控轧控冷工艺以及合理的合金设计等多方面的先进技术和措施。X100级管线钢具有优良的力学性能,下屈服强度可达690MPa以上。采用合适的焊接工艺,可获得较好的现场焊接性和强韧性良好的焊接接头,X100级管线钢的生产以及材料标准的制定等问题还有待进一步的研究。关键词:X100级管线钢;组织结构;延性止裂;环缝焊接;焊接性中图分类号:TE973.3文献标识码:A文章编号:0253-360X(2007)10-105-04严春妍0序言生产时都十分注意X100级管线钢化学成分的准确控制、非再结晶区的总压下量、终冷温度以
3、及贝氏体+马氏体组织的控制。随着天然气的需求在全球范围内持续增长,天然气供应以及现有输送系统使得天然气市场呈现供日本钢铁公司NSC(NipponSteelCorporation)早不应求的现状,如何实现经济有效的天然气长距离在1985年就开始了X100级管线钢的研究。英国BP公司9年前开始与钢铁和制管企业合作,开发了输送已成为现今全球经济大环境中的重要一环。为了提高其输送效率、降低铺设管线费用,高钢级管线非酸性天然气输送管道用X100级管线钢管,进行了钢将成为今后长距离输气管线铺设的主要用钢。冶金理化性能评价、焊接性评估以及钢管现场弯曲试验,并进行
4、了多次全尺寸爆破试验以确定X100级从高钢级管线钢的开发使用上来看,近十年来,管材对钢管长程开裂的止裂能力。1998年起至今,制钢业积极致力于X80级及以上高钢级高强管线钢的研制,日本新日铁等公司已成功开发出X100级的加拿大管道公司TCPL(TransCanadaPipelinesLimit高强度钢管。为了满足强度、低温韧性以及直缝焊接ed)一直进行着X100级管线钢的开发应用等研究工作。Europipe从1995年起,已有小尺寸产品问世,其性和现场焊接性等多方面的要求,X100级管线钢的设计有必要超越先前的设计理念。文中介绍了具有管壁厚度范围
5、在12.7~25.4mm之间,管径在优良低温强韧平衡特性的管材的冶金学设计理念,并914.4mm~1422.4mm之间。为解决X100级管线钢的现场焊接性问题,意大利SNAM公司在对Eu阐述了管材力学性能和X100级管线钢的现场焊接ropipe生产的X100级钢管进行了多种焊接工艺试性。验后得出,只要采取适当的措施,X100级钢管现场[1-3]1研发概况焊接的焊缝强度和韧性可获得满意的结果。对于X100级管线钢,目前国外几大钢管生产厂2X100级管线钢组织结构与成分家均采用低碳高锰的纯净钢,结合微钛处理,在炼钢X100级管线钢微观组织机构含
6、有低温转变产和轧钢工艺过程中通过Nb,Mo,B和Ni等合金元素物(如马氏体和下贝氏体),母材组织主要为含细化的固溶强化、沉淀强化、细晶强化等作用,得到具备高强度高韧性以及良好焊接性的管线钢。各厂家在MA组元的细小贝氏体铁素体和下贝氏体,管材焊缝组织通常为针状铁素体和贝氏体。收稿日期:2006-12-11X100级管线钢的生产,与X80级管线钢相比,106焊接学报第28卷在热机械轧制(thermomechanicalcontrolledprocess,C0.6%,1.7%Mn1.9%,0.1%Nb0.5%,[4,5]TMCP)工艺和快冷
7、技术方面进行了优化改进,并对0.2%Mo0.3%,Ti/N>3.5,Ti0.025%。化学成分进行了调优。研究表明,X100级管线钢应目前国外各主要钢管生产厂家试制实物产品的化学选用低碳贝氏体钢,同时须注重TiBAlNO之间的成分如表1所示,对应的力学性能参数如表2所示。平衡,各元素含量控制在下列范围为宜(质量分数):表1各主要钢管生产厂家试制的X100级管线钢的化学成分(质量分数,%)Table1ChemicalcompositionofX100pipelinesteelofmainpipesuppliers序号生产厂家CMnSiPS
8、MoNbTiAlBN1日本新日铁0.061.960.220.0060.00260.110.0450.0132日本住友金属0
