高强度管线钢及钢管的技术要求

中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing高强度管线钢及钢管的技术要求霍春勇中油集团石油管工程技术研究院中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing天然气管线钢/管的开发和应用高强度钢管技术要求化学成分显微组织强度断裂控制结语内容中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing高强度天然气管线钢/管的开发和应用管线钢研究应用进展国内外对比研究开发应用国际国内中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing钢管技术规范•APISPEC5L•ISO3183-1/2/3•2007年协调一致–增加了高强度钢管的相关要求–X90X100X120中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019BeijingAPI43版API44版中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing高强度管线钢管–高强度、高韧性–良好的焊接性–母材---低C微合金–TMCP–大口径钢管，LSAWHSAW中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing管线钢及钢管的技术要求•以APISPEC5L为基础，增加补充技术要求–化学成分–显微组织–非金属夹杂物限制–拉伸性能—屈强比、屈服强度上限–韧性---CVN、DWTT–NDT–检验验收规则中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing中国天然气管线钢管化学成分要求197019801990200020100.20C0.025S0.12C0.010S0.20Pcm0.010C0.008S0.21Pcm0.09C0.005S0.21PcmX80X70X65X60X520.09C0.005S0.23Pcm中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019BeijingPipedesignationMassfraction,baseduponheatandproductanalyses%MaximumCarbonequivalenta%MaximumCbSiMnbPSVNbTiOtherCEPcmL245MorBM0,220,451,200,0250,0150,050,050,04e0,430,25L290MorX42M0,220,451,300,0250,0150,050,050,04e0,430,25L320MorX46M0,220,451,300,0250,0150,050,050,04e0,430,25L360MorX52M0,220,451,400,0250,015ddde0,430,25L390MorX56M0,220,451,400,0250,015ddde0,430,25L415MorX60M0,12f0,45f1,60f0,0250,015gggh0,430,25L450MorX65M0,12f0,45f1,60f0,0250,015gggh0,430,25L485MorX70M0,12f0,45f1,70f0,0250,015gggh0,430,25L555MorX80M0,12f0,45f1,85f0,0250,015gggi0,430,25L625MorX90M0,100,55f2,10f0,0200,010gggi―0,25L690MorX100M0,100,55f2,10f0,0200,010gggi0,25L830MorX120M0,100,55f2,10f0,0200,010gggi0,25对PSL2焊管的化学成分要求－ISO31832007-3-15中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing西气东输二线X80天然气管线钢管成分要求C0.09Mnc)1.85P0.022S0.005Si0.42Nba)0.110Va)0.06Tia)0.025Al0.06N0.008Cu0.30Cr0.45Mo0.35Ni0.50B0.0005CEPcm,0.23X80化学成分要求HTPNbMax.0.080.11中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing管线钢的组织要求•管线钢的组织形态–F+PAFB•在西气东输X70钢管规范中明确了针状铁素体型组织的要求X65X70X80X100中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing对X70及X80钢级提出了带状组织控制要求管线钢的组织要求中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing管线钢的强度要求•钢板成型过程–屈服强度变化–板材性能的要求，目标是钢管性能•取样方向–API规定：横向–基于应变设计，环焊缝匹配，纵向性能•强度测试–试样形式：圆棒与板状试样–屈服强度确定•屈强比的要求中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing成型过程∪UOEJCOESPIRAL中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing材料的应变历史成型过程试验UOEU-ingO-ing扩径展平的板状样圆棒试样试验展平试验内压压拉拉拉拉外拉压拉压拉拉JCOE内压拉拉拉拉外拉拉压拉拉螺旋管内压拉拉拉外拉压拉拉中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing钢管强度要求和板材强度•强度变化–与D/t比有关–与管线钢组织状态有关•钢管强度测试结果–试样形式：板状圆棒中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing试样形式对钢管强度测试结果的影响300400500600700800900Rt0.5ontransverseroundbarspecimen,MPa300400500600700800900Rt0.5ontransverseflattenedrectangularspecimen,MPaFigure1:ComparisonoftheyieldstrengthvaluesmeasuredontransverseflattenedrectangularspecimenswiththosemeasuredontransverseroundbarspecimensfordifferentpipetypesZulässigerHöchstwertGRS550,X80GRS550,X80X70X70X60X60X52X52-UOEmanufacturedpipe-UOEmanufacturedpipe-HFIweldedpipe-HFIweldedpipe-SWPspiralweldpipe-SWPspiralweldpipe-Hotrolledseamlesspipe-HotrolledseamlesspipeX100X100HFIHFIHRSHRSSWPSWPRt0.5-transverseRt0.5-transverseflattenedstrip-roundbarflattenedstrip-roundbarUOEUOEx=yx=yEPRG28VP3R400450500550600650700750400450500550600650700750钢管棒状试样屈服强度（MPa）钢管矩形试样屈服强度（MPa）SSAWLSAWSAWH（Ave）棒状试样：566MPa矩形试样：541MPa屈服强度差异：25MPaSAWL（Ave）棒状试样：644MPa矩形试样：573MPa屈服强度差异：71MPa中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing试样形式对板材强度测试结果的影响400450500550600650700750400450500550600650700750板材棒状试样屈服强度（MPa）板材矩形试样屈服强度（MPa）PLATECOIL板卷（Ave）棒状试样：553MPa矩形试样：570MPa屈服强度差异：-17MPa钢板（Ave）棒状试样：557MPa矩形试样：581MPa屈服强度差异：-24MPa中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019BeijingHSAW/COILLSAW/PLATE480510540570600630660690720480510540570600630660690720棒状试样屈服强度（MPa）矩形试样屈服强度（MPa）直缝管钢板400450500550600650700400450500550600650700棒状试样屈服强度（MPa）矩形试样屈服强度（MPa）螺旋管板卷中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing展平板样圆棒样板状、圆棒、环扩试验对比中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing环扩样圆棒样分散性小展平板状分散性大三种试样形式横向屈服强度试验结果的对比中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing板状试样及圆棒试样S-S曲线中油集团石油管工程技术研究院TUBULARGOODSRESEARCHCENTEROFCNPC石油天然气用高性能钢技术论坛December14,2019Beijing板--管屈服强度变化•HSAW•LSAW00.0050.010.0150.020.025555560565570575580585590595600605610615620625630635640645650YSMPafPIPECOIL00.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.01