高强度管线钢与钢管技术要求课件

高强度管线钢及钢管的技术要求

高强度管线钢及钢管的技术要求1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天然气管线钢/管的开发和应用内容2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3钢管技术规范APISPEC5LISO3183-1/2/32007年协调一致增加了高强度钢管的相关要求X90X100X120钢管技术规范APISPEC5L4API43版API44版API43版API44版5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高强度管线钢管高强度、高韧性6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、DWTTNDT检验验收规则管线钢及钢管的技术要求以APISPEC5L为基础，增加7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中国天然气管线钢管化学成分要求19708PipedesignationMassfraction,baseduponheatandproductanalyses%MaximumCarbonequivalenta

%MaximumCb

SiMnbPSVNbTiOtherCEPcmL245MorBM0,220,451,200,0250,0150,050,050,04e0,430,25L290MorX42M0,220,451,300,0250,0150,050,050,04e0,430,25L320MorX46M0,220,451,300,0250,0150,050,050,04e0,430,25L360MorX52M0,220,451,400,0250,015ddde0,430,25L390MorX56M0,220,451,400,0250,015ddde0,430,25L415MorX60M0,12f0,45f1,60f0,0250,015gggh0,430,25L450MorX65M0,12f0,45f1,60f0,0250,015gggh0,430,25L485MorX70M0,12f0,45f1,70f0,0250,015gggh0,430,25L555MorX80M0,12f0,45f1,85f0,0250,015gggi0,430,25L625MorX90M0,100,55f2,10f0,0200,010gggi―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－ISO31832007-3-15PipedesignationMassfraction,9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西气东输二线X80天然气管线钢管成分要求C0.09Mnc10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管线钢的组织要求管线钢的组织形态X65X70X80X10011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12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管线钢的强度要求钢板成型过程13成型过程∪UOEJCOESPIRAL成型过程∪UOEJCOESPIRAL14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材料的应变历史成型过程试验UOEU-ingO-ing扩径展平15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：板状圆棒钢管强度要求和板材强度强度变化16试样形式对钢管强度测试结果的影响SAWH（Ave）棒状试样：566MPa矩形试样：541MPa屈服强度差异：25MPa

SAWL（Ave）棒状试样：644MPa矩形试样：573MPa屈服强度差异：71MPa试样形式对钢管强度测试结果的影响SAWH（Ave）17试样形式对板材强度测试结果的影响板卷（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试样形式对板材强度测试结果的影响板卷（Ave）18HSAW/COILLSAW/PLATEHSAW/COILLSAW/PLATE19展平板样圆棒样板状、圆棒、环扩试验对比展平板样圆棒样板状、圆棒、环扩试验对比20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环扩样圆棒样展平板状三种试样形式横向屈服强度试验结果的对比21板状试样及圆棒试样S-S曲线板状试样及圆棒试样S-S曲线22板--管屈服强度变化HSAWLSAW板--管屈服强度变化HSAWLSAW23断裂控制启裂韧性母材焊缝金属热影响区

CVN延性长程裂纹的扩展

母材上台能

CVN保证延性断裂韧脆转变温度--DWTT天然气管线钢/管的韧性要求断裂控制天然气管线钢/管的韧性要求24天然气管线裂纹扩展模式断裂速度120-250m/s250-450m/s>450m天然气管线裂纹扩展模式断裂速度120-250m/s25止裂韧性—延性断裂控制ISO3183:2007版序号止裂预测方法适用范围钢级输送压力MPa管径D、壁厚tmm介质1Battelle简化公式≤X80≤7.040<D/t<115单相气体2Battelle双曲线模型≤X80≤12.040<D/t<115/3AISI公式≤X70/D≤1219mm;t≤18.3mm单相气体4EPRG指南/≤8.0D<1430mm;t<25.4mm单相气体预测值在100J以上时，需要修正；X90以上钢级都不适用，全尺寸气体爆破试验？止裂韧性—延性断裂控制序号止裂预测方法适用范围钢级输送压力管26BTCBTC27预测止裂韧性时需考虑的因素—算例预测止裂韧性时需考虑的因素—算例28

全尺寸爆破试验验证管线止裂韧性的最可靠的方法钢管直径／壁厚／压力／温度／气体组分钢管按照韧性大小排列止裂韧性基于实际止裂钢管的韧性值来确定管线设计重要参数超出现有实物试验数据库时采用

全尺寸爆破试验全尺寸爆破试验验证管线止裂韧性的最可靠的方法全尺寸29X80管线钢管止裂韧性预测BATTELLE双曲线全尺寸数据库修正系数全尺寸验证?X80管线钢管止裂韧性预测BATTELLE双曲线全尺寸数30X80全尺寸爆破试验数据库举例X80全尺寸爆破试验数据库举例31X80数据库X80数据库32X80全尺寸气体爆破试验X80全尺寸气体爆破试验33爆破试验结果爆破试验结果34DWTT能量DWTT能量35X80全尺寸气体爆破试验采用了0.8及0.72设计系数LSAW及HSAW两种类型的钢管1219×18.4mm国际上首次进行了X80HSAW钢管的试验国际上首次进行了富气X80钢管的试验0.72设计系数采用1.42的修正系数可以保证止裂性能与LSAW钢管相比HSAW钢管具有更良好的止裂性能断口分离降低材料的止裂性能对高强度管线钢管DWTT能量可以更准确描述钢管的止裂性能X80全尺寸气体爆破试验采用了0.8及0.72设计系数36X80及X100爆破数据库2.4？X100靠钢管自身韧性止裂的可能性及止裂器的必要性X80及X100爆破数据库2.4？X10037