高钢级管线钢应变时效行为对其应用的影响

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1、2010年第39卷石油矿场机械第2期第59页OILFIELDEQUIPMENToo文章编号：1001—3482(2010)02—0059-06高钢级管线钢应变时效行为对其应用的影响谢文江，吉玲康(1．中国石油天然气集团公司管材研究所·石油管力学和环境行为重点实验室，西安，710065；2．西安交通大学材料科学与工程学院，西安，710049)摘要：在经过防腐热涂敷、焊接受热过程或服役一段时间后，管线钢材料会产生应变时效作用，其表现为拉伸应力应变曲线形状发生变化，屈服强度及屈强比升高，形变强化指数下降等。应变时效对管线主要的影响包括承压能力、环焊缝匹配、压缩应变容量、低周疲劳强度等。提出了改进措

2、施。关键词：管线钢；应变时效；热涂敷；力学性能中图分类号：TE9文献标识码：AEffectsofStrain。。agingonApplicationofHigh_。gradePipelineSteelsXIEWen—jiang，JILing—kang(1．CNPCResearchInstituteoJTubularGoods，KeyLaboratoryforMechanicalandEnvironmentBehaviorofTubularGoodsofCNPC，Xi’an710065，China；2．SchoolofMaterialScience&Engineering，Xi’anJiaot

3、ongUniversity，X’an710049，China；)Abstract：Afteranti—corrosionthermalcoating，girthweldingorservice，pipelinesteelsalwaysshowastrainagingeffect．Itpresentsmainlyshapechangesoftensilestress—straincurve，riseofyieldstrengthandyieldratio，anddropofstrainhardeningexponent．Therefore，theeffectsofstrainagingonpi

4、pelineserviceshouldbeinvestigated．Theyaremainlyoncollapseresistance，girthweldmatching，compressivestraincapacity，low—cyclefatiguestrength，etc．Keywords：pipelinesteel；strain—aging；thermalcoating；mechanicalproperties随着大口径高压输送管线的加速建设，高钢级对管线材料产生应变时效的作用取决于焊接过程的管线钢管得到了广泛的应用。为了避免管线在服役影响，通常在240℃以上，数分钟的条件。过程中

5、的腐蚀，需要在铺设前涂敷防腐层。传统上管线的长期服役过程也是一个自然时效的过将钢管加热到230℃以上进行涂敷以保证涂层质程。轧制态的管线钢材料是处于不平衡态的，在长量，这样就会使管线钢管由于应变时效作用产生进期的自然条件下服役时，非平衡态的组织状态倾向一步的硬化，表现为屈服强度和抗拉强度升高，韧性于析出碳、氮等间隙固溶物质，从而产生明显的强化也会受到一定影响。甚至会使圆拱形的应力应变曲作用。钢管存储过程对管线产生自然时效的作用，线出现屈服平台，这样会降低钢管的变形强化能力。这个自然时效的过程很大程度上取决于钢管存储场焊接预热对管线产生的应变时效作用取决于钢地的条件。级和焊接过程，通常是在15

6、O℃，5～15min的条为了保证微合金管线钢管在应变时效后的力学件。焊接过程对周围材料产生的应变时效作用通常性能满足安全服役的要求，迫切需要全面研究管线是在300℃，数分钟的条件。补焊、现场焊接等过程钢管准备、铺设、服役过程产生的应变时效对各种工收稿日期：2009—07—06作者简介：谢文江(1981一)，女，陕西西安人，硕士研究生，主要从事油气田管材相关研究，E—mail：xiewj@tgrc．org。石油矿场机械2010年2月艺生产的管线钢管产品的性能影响规律及其对管线0．0001～0．001的氮以及碳就足以引起明显的安全性的影响。尤其对影响最为明显、最为普遍的应变时效]。温度100℃以

7、下的时效，包括自然时防腐热涂敷过程带来的应变时效现象需要进行特别效，主要是自由氮原子在起作用，而温度100～300的重视。℃时，则还有碳原子在起作用[3]。对于管线钢，在热轧后冷却条件下，碳元素都会有一定过饱和。碳原1应变时效的机理子与一部分钒、钛原子结合，较高的碳含量可能引起事实上，工业生产出的管线用低合金钢材料不管线钢应变时效敏感性增高。氮原子虽然容易引起是真正的平衡态，工业上的冷却不能完全满足相平更严重