54-2-1备-C(无E)-高等级管线钢磷含量控制研究(OK)
高等级管线钢磷含量控制研究
柴玉国1, 李战军1, 刘金刚1, 王文军1, 张祥2, 秦登平2
1.首钢技术研究院;
2. 秦皇岛首秦金属材料有限公司
摘 要：转炉冶炼高等级管线钢难点在于终点磷含量控制，通过对转炉冶炼过程温度控制、炉渣碱度控制、渣中FeO含量控制及渣量控制等方面的研究，使终点磷含量控制在60ppm以内，完全满足高等级管线钢磷含量控制的要求。
关键词：复吹转炉 双渣法 脱磷 管线钢
Research on the Content of Phosphorus in the
High Grade Pipeline Steel
CHAI Yu Guo1, LI Zhan Jun1, LIU Jin Gang1, WANG Wen Jun1, ZHANG Xiang2, QIN Deng Ping2
1.Research Institute of Technology,Shoudu Iron & Steel Co,Ltd.;
2. Qinhuangdao Shouqin Metal Materials Co.,Ltd.
Abstract: The difficulty of BOF steelmaking is to control the phosphorus in high grade pipeline steel. Through a series of research on control the process of temperature, the slag basicity, the slag content of FeO and the slag quantity, the content of phosphorus less than 60ppm in the end of BOF completely meet the high grade pipeline steel content control requirements.
Key Words: top and Bottom blown BOF; double slag process, dephosphorization；pipeline steel
随着石油天燃气产业的蓬勃发展，国内外市场对管线钢的需求量日益增加，管线工程的发展呈现大管径、高压富气输送、低温和腐蚀的服役环境、海底管线的厚壁化的趋势。因此，要求管线钢必须具有高强度、高韧性、良好焊接性，以及抗HIC和抗H2S腐蚀性能。高等级管线钢生产的主要控制手段是提高钢的洁净度和组织均匀性，磷元素作为管线钢中主要的有害元素之一，显著扩大固、液相之间的两相区，使磷在钢液凝固结晶时成分偏析加剧，大量的磷在晶界处以Fe2P析出，导致钢材出现冷脆现象，从而严重地影响到钢材的塑性、冲击韧性、冷弯性以及焊接性等各项性能。因此，转炉冶炼过程中磷含量的控制，对生产高等级管线钢至关重要。
1 脱磷基本原理
在转炉冶炼过程中，钢中的磷不可能被直接氧化，脱磷反应实际发生在渣—钢界面和气—渣—钢液的乳化相中，生成相对稳定的化合物，脱磷反应产物可以写作3CaO·P2O5、4CaO·P2O5，或从分子炉渣的离子结构上分析认为是（PO43-），脱磷反应式可以写为：
2[P]+5（FeO）+3（CaO）=3CaO·P2O5+5[Fe](1-1) （1）
502
503
2[P]+5（FeO）+4（CaO）=4CaO ·P 2O 5+5[Fe](1-2) （2） 2[P]+5（Fe 2+
）+8（O 2-）=2（PO 43-
）+5[Fe](1-3) （3）
根据平衡移动的原理，由式（1）、（2）、（3）可以看出，提高(FeO)和(CaO)的浓度，脱磷反应向正反应方向进行，终点[P]含量才会降低。因此，高碱度、高FeO 含量的熔渣，有利于脱磷。 2 炼钢设备及主要工艺参数
冶炼高等级管线钢使用100吨顶底复吹转炉，配备有基于烟气分析的二级自动化炼钢系统；顶吹供氧强度3.5Nm 3
/t.min；底吹供气强度0.003-0.01Nm 3
/t.min，根据不同冶炼时期进行氩气-氮气自动切换。 3 转炉冶炼过程磷含量控制
3.1 高等级管线钢冶炼工艺
100吨顶底复吹转炉冶炼高等级管线钢，采用双渣操作工艺，开吹后加入头批料，吹炼4-5分钟时提枪，倒出50-70%脱磷渣，加入二批料并再次下枪吹炼至终点。
3.2 温度控制
转炉内脱磷反应以式（2）为例，生成物为4CaO ·P 2O 5，脱磷反应平衡常数可表示如下：
)
(4)(52][).4(p 52K CaO FeO P O P CaO a a a a =
（4）
启普曼研究认为，考虑到炉渣和钢液成分对平衡产生的影响，脱磷反应平衡常数与温度之间的关系为：
06.1540067
][%lg
lg 4
5252.4?==T a a P a K CaO FeO O P CaO （5）
由式（5）可以看出，随着温度的升高，反映平衡常数K 变小，也就是说当反应达到平衡状态，其他条件不变的情况下，较低的温度有利于脱磷反应的进行。
冶炼过程根据铁水Si 含量及铁水温度情况，调整废钢加入量，吹炼过程中分批加入适量矿石，平衡炉内温度，在保证充分化渣的前提下，尽量控制较低的熔池温度，促进脱磷反应的进行，同时避免温度过低，而造成化渣困难，影响脱磷效率。冶炼过程温度与钢中磷含量关系如图1、图2所示。
图1 半钢温度对磷含量的影响 图2 终点温度对磷含量的影响
由图1及图2可见，降低熔池过程和终点温度，可显著降低钢中磷含量，半钢温度为1350℃-1380℃时，钢中磷含量可达0.030%以下，终点温度为1650-1680℃时，钢中磷含量可达0.006%以下。
504
3.3 炉渣碱度控制
由于P 2O 5为酸性氧化物，通过提高炉渣碱度，可以降低炉渣中P 2O 5的活度系数，从而提高炉渣的脱磷能力和增加磷的分配系数。各种碱性氧化物对渣中P 2O 5的活度系数的影响从式（6）可以看出：
23.844600/T -)2N -12N 13N 15N -1.12(22N lgr 252SiO FeO MnO MgO CaO O P ++++= （6）
CaO 对降低P 2O 5的活度系数的作用最大，而MgO、MnO 或FeO 对降低活度系数的作用次之，用活性石灰造碱性渣，以提高炉渣的脱磷效率。
提高炉渣碱度有利于脱磷，但不能无限制地提高，因为CaO 是高熔点的物质，过高的CaO 会造成炉渣的粘度增加，炉渣的流动性变差，反而使脱磷反应受到影响，降低脱磷效果。如图3、图4所示，在双渣法冶炼过程中头批渣的碱度控制在2.2－2.6，半钢中的磷含量可以脱除到0.030%；终渣的碱度控制在3.6－4.4之间，转炉冶炼终点的磷含量可以控制在0.006%以下。
图3半钢炉渣碱度与半钢磷含量 图4 终渣碱度与终点磷含量的关系 3.4 炉渣FeO 含量控制
提高炉渣氧化性，即增加炉渣中FeO 的活度，可以提高磷的分配系数，从而提高脱磷效果。一定碱度条件下，炉渣的FeO 含量有一最佳范围，FeO 含量达到此范围，磷的分配系数L P 达到最大。超过或低于此最佳范围，随着FeO 含量的增加或减少，L P 均有所降低，渣中FeO 含量与脱磷率如图5所示，当渣中的FeO 含量达到18%-25%左右时脱磷率最高。
图5 渣中FeO 含量与脱磷率的关系
吹炼过程中通过调整枪位和适时加入矿石，实现对渣中FeO 含量的控制，双渣冶炼过程中，一次造渣枪位按1.3-1.6m 控制，矿石加入量20-25Kg/t 钢，二次造渣枪位按1.0-1.4m 控制，矿石加入量5-10Kg/t
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钢，可将渣中FeO 含量控制在理想范围内。
3.5 渣量控制
假定铁水的重量为W hm ，生铁的重量为W pi ，废钢重量W sp ，钢水重量为W m ，渣量为W S ，[%P]hm 、[%P]pi 、[%P]sp 分别为金属料中的磷含量，[%P]m 为钢水中的磷含量，(%P)S 为炉渣中的磷含量。则根据磷的质量平衡有：
m
s
s sp sp pi pi hm hm m s s m m sp sp pi pi hm hm W W P W P W P W P P W P W P W P W P W P )(%][%][%][%][%)(%][%][%][%][%?++=
+=++ (7)
式7表明，通过增加渣量W S ，可以降低钢水中的磷含量，从而提高脱磷效果。若铁水硅高，则适当提高石灰加入量，在提高碱度的同时提高了渣量。
通过理论计算和生产实践，使用石灰、轻烧白云石及铁矿石进行造渣，脱磷期渣量控制在80-100Kg/吨钢，脱碳期渣量控制在90-110Kg/吨钢，可达到最佳脱磷效果。 4 高等级管线钢冶炼生产实践
生产管线钢X70、X80以及抗酸管线钢X65MS-1等钢种，冶炼过程采用双渣操作工艺，第一次造渣吹炼枪位1.3-1.6m，二次造渣吹炼枪位1.0-1.4m；使用活性石灰、轻烧白云石和矿石进行造渣，平均加入量分别为60-70Kg/t 钢、10-15Kg/t 钢和25-35Kg/t 钢。部分炉次冶炼数据见表7、表8。
表7 吹炼过程FeO 及温度控制
炉次号 一次造渣
二次造渣 R FeO(%) 温度(℃) R FeO(%) 温度(℃) 1 2.5 10.13 1365 3.73 18.85 1675 2 2.3 9.38 1352 3.65 19.23 1662 3 2.5 13.15 1370 3.81 23.11 1659 4 2.6 11.07 1362 3.91 20.66 1668 5
2.5
12.15
1355 4.03
18.95
1671
表8 磷含量控制
炉次号 钢种 铁水磷含量(%)
半钢磷含量(%)
终点磷含量(%)
1 X70 0.077 0.025 0.006
2 X80 0.075 0.028 0.005
3 X65MS-1 0.071 0.021 0.00
4 4 X65MS-1 0.076 0.022 0.00
5 5
X65MS-1
0.068
0.025
0.005
由上表可以看出，冶炼管线钢X70、X80、X65MS-1等钢种，半钢炉渣平均FeO 含量11.18%，平均碱度2.48，平均温度1360.8℃，终点炉渣平均FeO 含量20.16%，平均碱度3.83，平均温度1667℃，转炉终点磷含量可以控制在0.006%以内。 5 结语
5.1 通过对转炉冶炼过程温度控制、炉渣碱度控制、渣中FeO 含量控制及渣量控制等方面的研究，可实现钢中低磷含量控制，完全满足高等级管线钢的冶炼要求。
5.2 采用双渣法冶炼，第一批渣的碱度控制在2.2－2.6，半钢温度为1350℃-1380℃时，钢中的磷含量
可以控制在0.030%以下；终渣的碱度控制在 3.6－4.4之间，渣中FeO含量为18-25%，终点温度为1650-1680℃时，转炉冶炼终点磷含量可以控制在0.006%以下。
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高钢级X100管线钢的组织与性能
第29卷 第3期Vo l 29 No 3材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of M aterials Science &Engineering 总第131期Jun.2011 文章编号:1673 2812(2011)03 0386 06 高钢级X100管线钢的组织与性能 曾 明,江海涛,胡水平,赵征志 (北京科技大学高效轧制国家工程研究中心,北京 100083) 摘 要 本文利用光学显微康、扫描电镜、透射电镜等,对实验室T MCP 工艺生产的X100管线钢的组织构成、微观结构、析出物的形态和分布等进行了研究。研究结果表明,X100为GB(Granular Bainite)、BF(Bainite Ferrite)、M /A 构成的复相组织,且各相比例和形态对性能影响较大,以GB 为主的基体加上少量BF 及弥散分布的细小M/A 构成的组织具有较好的强度和韧性匹配。TEM 微观形貌观察发现,贝氏体晶粒内部具有高密度位错和不同位向的板条束及M /A 硬化相;萃取复形实验发现,X100中主要有两种类型的析出物:一类尺寸较大为T i 的析出,一类尺寸较小为Nb 的析出物;这两种析出物起阻碍奥氏体再结晶和晶粒长大及析出强化的作用。 关键词 X100管线钢;复相组织;高密度位错;析出物 中图分类号:T G142.33 文献标识码:A Microstructure and Mechanical Properties of Pipeline Steel X100 ZENG Ming,JIANG Hai tao,HU Shui ping,ZHAO Zheng zhi (National Engineering Research Center for Advanced Rolling Technology,Beijing University of Science and Technology,Beijing 100083,China) Abstract Microstr uctural constituents as w ell as distribution of precipitates in pipeline steel X100pro duced by thermo mechanical contr ol pr ocess (TM CP)techno logy w ere inv estig ated by m eans of optical micro scopy ,scanning electr on m icroscopy,tr ansm issio n electron micr oscopy,etc.Results show that X100is po lyphase structur ed steel w hich is m ainly constituted of GB (granular bainite)、BF (bainite fer rite )、M/A (martensite austensite ),conformation and proportion o f each phase have significant influence on the performances of X100.It is pro ved that GB based structure w ith a few BF and dispersed fine M /A inside has ex cellent effects on streng th and toughness.H igh density of dislocations,bainite lathes w ith differ ent orientatio ns and M /A har dening phase w ere found by means of T EM o bser vation.It also found tw o types of precipitate,o ne w ith big size mainly constitute of T i,the other w ith sm all size mainly constitute of Nb;each ty pe of precipitate have big effects o n hindering the recry stallizatio n of austenite and on the precipitation streng thening. Key words pipeline steel X100;poly phase;hig h density o f dislocations;precipitate 收稿日期:2010 09 09;修订日期:2010 10 18 作者简介:曾 明(1985-),男,硕士。研究方向:冶金工艺装备及钢种开发。E mail:z engming0504@https://www.wendangku.net/doc/ab9684598.html, 。通讯作者:江海涛,副研究员。E mail:nw pujht@https://www.wendangku.net/doc/ab9684598.html, 1 引 言 目前,世界石油管道的建设正朝着长距离、大口径、高输送压力发展,为减少建设和维护成本,高钢级 管线钢的开发应用已成为国内外管道用钢的研究热 点[1~3]。当前石油管道用钢的主流级别已成为X80,围绕该钢种的相关研究也已十分成熟。X100~X120 级别管线钢的实验室研发已取得成功,除了国外有少量实验管道,还未出现大规模工程应用,对其组织的研
排水管道施工工艺流程图
排水管道施工工艺流程图 施工方案审批监理工程师检查 测量放线测量复核 沟槽开挖 平基混凝土浇筑混凝土强度检验 下管、稳管 管座混凝土浇筑混凝土强度检验抹带 养护 沟槽回填检测压实度
⑴测量放线 由专业测量人员会同勘测单位进行测量控制及 水准点的交桩手续，接桩后及时组织测量人员对水 准点及导线点进行复测，并引测道路中心、雨污水 管线中心，引测临时水准点。 ⑵沟槽开挖 根据实际土质情况和开槽深度，采取坡度1：1沟槽放坡，具体施工时，再结合实际土质情况予以 调整。以保证安全的工作面宽度和边坡坡度。 ⑶验槽 首段土方挖至设计标高后，应及时通知设计、 监理、建设单位共同验槽，验收合格后方可进行下 道工序。其余各段沟槽，开挖至设计高程时，均应 请监理验收并进行隐蔽工程签认。 ⑷管基施工 开挖完成并报监理验槽合格后，重新放线定位，采用全站仪控制管道中心线；用水准仪直接架在沟 底测量，每5米一个测站，控制高程，浇筑10cm厚C15混凝土垫层。 ⑸下管、安管
①钢筋混凝土平口管 养护待管基强度满要求后，用白灰撒放管道中线进行管道安装。采用吊车安装并设专人指挥。测量 人员跟班作业，负责控制管道中线及高程；校正、 稳固管道采用预制砼垫块 排水管管口伸入井室30mm，管顶砖砌圈加固，以减少管顶压力。采用20号10×10钢丝网、2.5cm 厚1：2.5水泥砂浆抹带，插入管基深10～15cm，在抹带施工前，将抹带宽度内管外壁凿毛、刷净、润湿。浇筑C15混凝土管座。待混凝土强度达到要求 时即可回填。 （6）回填 沟槽内砖、石、木块等杂物清除干净，沟槽内不 得有积水，保持降排水系统正常运行，不得带水回填。回填从管道两侧平衡进行，回填土分层夯实（每层20cm），回填土最小压实度（轻型击实标准）：路槽底50cm范围内最小压实度98%，路槽底50-150cm 范围内最小压实度95%，150cm范围内最小压实度90%。回填时每压实层进行密实度取样，经检验合格 再进行上层回填。
石油管线钢市场分析
石油管线钢市场分析 一、概况 1、简介 石油管线钢主要指用于制造输送石油的大口径焊接钢管用热轧卷板或宽厚板。国际多采用美国石油协会规范(API5L)，通用为X系列，级别越高表示其强度及抗压性越大，如X42、X46为低强度管线钢，X52、X56为中强度管线钢，X60、X65、X70为高强度管线钢，X80、X100、X110为超高强度管线钢。不过管线钢强度级别的提高不是依靠C、Mn的提高来实现的，而是依靠轧制时的控轧控冷来实现的，通过控轧控冷得到超细晶粒的钢，强度级别高的钢种，需要添加微量元素，如Nb、V、B、Ti、Mo等，目前管线钢已成为低合金高强度和微合金钢领域内富有活力的一个重要分支。 石油输送管线管多由石油管线钢经过深加工(压力加工、焊接、热处理、机加工、表面处理、无损检测等)而成，一般板卷用于生产直缝电阻焊管(ERW)或埋弧螺旋焊管(SSAW)，中厚板制成厚壁直缝焊管(LSAW)。用无缝钢管作为输送油管的数量相对较少。 图 1 输油管线用(钢)管 目前我国石油输送管线钢屈服强度多为306—450MPa(约相当于X52～X65)，但随着石油需求量的不断增加，管道的输送压力和管径也不断地增大以增加其输送效率，考虑到管道的结构稳定性和安全性，还需增加管壁厚度和进步管材的强度，因此用作石油输送管的管线钢都向着厚规格和高强度方向发展。
2、使用标准 目前在我国使用的油气输送管线（钢）管的主要技术标准有API SPEC 5L、GB／T 9711、ISO 3183。除对管线钢化学成分、冶金质量、力学性能、残余应力、可焊性等有严格的要求外，对成品的几何形状和尺寸例如外径、内径、壁厚、圆度、直度等结构完整性也都有要求。 表 1 输油管线（钢）管使用标准 上大多数石油公司都习惯采用API SPEC 5L规范作为管线钢管采购的基础规范，国内1985年才开始按API标准生产。不过API SPEC 5L是一个通用标准，技术要求显得比较松，而世界各地地理、气候等自然条件差别很大，输送介质的性质也不尽相同，因此，很多石油公司将API SPEC 5L视为一个基础标准，在该标准基础上，根据当地实际情况或管线的具体要求，制订质量技术补充技术规范(技术条件)。 （2）ISO 3183—l(—2、—3)(石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分：A级钢管／第二部分：B级钢管／第三部分：C级钢管)是国际标准化组织制定的关于油气输送钢管交货条件的标准，根据钢管不同的服役条件，分成A、B、C三个级别。 （3）GB／T 9711．1(一2)是中国标准化委员会管材专标委等同采用IS03183—l(—2)标准制定的石油工业用输送钢管交货技术条件。对钢管的化学成分、力学性能、止裂韧性、焊接性能等提出要求。 （4）DNV OS—F101(海底管线系统)是挪威船级社专门针对海底管线而制定的规范。涉及内容很广泛，包括管线设计、材料、制造、安装、检测、运行、维护等各方面。单就对钢管的技术要求，通常比API 5L要严格。
管线钢综述
综述 管线钢指用于输送石油、天然气等的大口径焊接钢管用热轧卷板或宽厚板。管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能。随着石油、天然气消费量的增长，其输送的重要性显越发突出，尤其是长距离输送。而提高输送效率，提高输送的经济效益就要通过加大输送管道口径，提高输送压力来解决。从而提高了对高级别、高性能管线钢的需求。 国外高级别管线钢呈现强劲的发展趋势，从20世纪70年代初期X65管线钢开始投入使用，80年代X70级管线钢逐渐被引入工程建设，1985年API标准中增加了X80钢级，随后X80开始部分在一些管线工程中使用，并很快就投入到X100和X120管线钢的开发试制工作。有关X100最早的研究报告发表于1988年，通过大量工作已形成很好的技术体系。高级别管线钢概述我国管道建设正处于大力发展阶段，因此管线钢的发展也非常迅速。20世纪50~70年代管线钢主要采用A3钢和16Mn钢；70年代后期和80年代采用从日本进口的TS52K钢（相当于X52级钢）；90年代，管线钢主要采用的X52、X60、X65级热轧板卷主要由宝钢和武钢生产供应。“八五”期间成功研制和开发了X52~X70级高韧性管线钢，并逐步得到广泛应用。西气东输工程采用了X70级管线钢并逐渐向X80过度。国内管线钢生产技术现状分析由于市场要求单管输气量不断提高。我国早期四川、西北地区的天然气管道采用X52及以下钢级、426mm以下管径的管线钢管，设计年输气量在10亿m3/a以下；陕京一线第一次采用了X60钢级、
D660mm管线钢管设计年输量提高到33亿m3/a；西气东输一线采用X70钢级、D1016mm管线钢管，设计年输量提高到170亿m3/a；最近建设的西气东输二线管道，采用X80钢级、D1219 mm管线钢管，设计年输量提高到300亿m3/a。 这种单管输气量不断提高的趋势仍在持续。当前国际上新一轮巨型天然气长输管道，单管输气量将达到450亿-500亿m3/a的水平。干线一般采用X80钢级，具有输送距离长、采用更高工作压力和大管径输送的特点。 一个具有代表性的项目是正在建设的俄罗斯巴甫年科沃-乌恰天然气管道。管线长度1100km，采用1420mm管径和K65（类似于X80）钢级，输送压力11.8MPa，单管设计输气量约500亿m3/a，计划于2012年第三季度进行系统调试。 另一个有代表性的项目是拟在北美建设的阿拉斯加北坡天然气外输管道，管道的输送能力约465亿m3/a，管线长度2737km，采用1219mm管径和X80钢级，将阿拉斯加北坡丰富的天然气资源输送到加拿大和北美市场。 我国也已在规划研究未来多条西气东输管道（西三线~西八线）的方案。包括将单管输气量提高到400亿~500亿m3/a的多种方案都在研究之中。 由于西气东输二线采用的X80钢级、管径1219mm，12MPa工作压力的方案只能达到300亿m3/a的输气能力，要将输气能力进一步提高到400亿-500亿m3/a，只能进一步提高输送压力和管径。
玻璃钢管道施工工艺
[复习] 5.4.6玻璃钢管 5.4. 6.1构件检验 (1)管道、管件检查 管道尺寸应符合标准规范要求，管端应标明材料执行标准、规格类型等，并提供产品质量合格证明及验收内容等。管道内表面应光滑，无龟裂、分层、针孔、杂质、贫胶区及气泡等，管端面应平齐，无毛刺，外表面无明显裂纹、分层等缺陷。承插管承口内外所有表面应平滑，不得有裂纹、断口或对连接面使用性能不利的其他缺陷。O型圈槽的台阶及端面必须粘合为一体，不得有分层。管道的厚度要符合使用要求。 (2)承插用xx橡胶圈验收 密封橡胶圈严禁使用再生胶，其外观应完好，无接头，表面不得有裂纹、杂质和气泡，规格、外观尺寸必须与管道圈槽加工尺寸一致，橡胶圈截面直径差不得超过?0.5mm，橡胶圈环的直径差不得超过?10mm。橡胶圈的性能指标以保证密封、无渗漏为准，一般应符合下列要求:硬度(邵氏A)45,55;拉伸强度大于16 MPa;伸长率大于500,;永久变形小于20,;老化系数0.8 (70?,44h)。 5.4. 6.2管道装卸 (1)管道装卸过程中应该轻装轻放，严禁摔跌或者撞击。 (2)管道装卸机具的工作位置必须稳定，机具的起吊能力必须可靠。 (3)管道可以采取一个或者两个支撑点进行起吊，要保证管道在空 中均衡，严禁用绳子贯穿管道两端进行装卸管道。(4)装卸用的吊绳应该是柔韧、较宽的皮带、吊带或者绳索，严禁用钢丝绳或者锁链进行吊装管道。 5.4. 6.3材料存放
(1)管道到达现场应运至相应作业地段立即展开施工，如遇到不可抗拒因素无法立即进行施工，则要对管材进行安全存放。 (2)玻璃钢管道的辅助连接材料主要有玻璃纤维纱、短切毡、玻璃丝布等增强材料和树脂、固化剂、促进剂、抗老化剂等基体材料以及各种胶泥等，这些材料必须分类妥善存放在无阳光直射的干燥处。橡胶圈应防晒且远离热源，不得与油脂类和有机溶剂接触。管道、管件应按类型、规格、等级分类堆放，层间应加软质衬垫，远离热源和易燃易爆物品，不宜长期露天存放，防止爆晒。 (3)当管道直接存放在地上时，地面应该平坦。严禁将管道存放在尖锐的硬物上，所堆放的管道应该加木楔防止滚动。 (4)管道应该按规格分类存放。每堆一层应该垫放枕木，枕木间距应该小于管长。管道堆放高度不得高于2米，DN1400以上管道不得堆放。 5.4. 6.4基槽处理 (1)沟槽开挖 1)沟槽开挖时，采用机械开挖为主。人工开挖为辅的方法。开挖时沟底表面应连续平整。沟壁应视情况考虑放坡。以保证安全。清除直 径大于38mm的圆石或大于25mm的夹角形石块。并清除沟上可能掉落的、碰落的物体。以防损坏管子。2)沟槽的断面尺寸除应满足设计文件的要求之外。还需符合GB50268-97、CECS129:2001的规定;沟槽的宽度应便于管道的铺设和安装，应便于夯实机具的操作和地下水的排出，沟槽的最小宽度b应按照(5.4.6.1)式进行计算。(5.4.6.1) 式中b——沟槽的最小宽度(mm);——管外径(mm) ——管壁到沟槽壁的距离(mm) 管壁到沟槽壁的距离宜按照表5.4.6.1确定。表5.4.6.1推荐的s值管公称直径DNs 200 300
钢管钢级对照表
一、管线管钢级对照 GB/T9711 API5L L245 B L290 X42 L320 X46 L360 X52 L415 X60 L450 X65 L485 X70 L555 X80 1、L245为9711.1中的牌号，***NB为9711.2中的牌号，***NCS为9711.3中 的牌号 2、GB/9711中245、360等数字表示屈服强度的最低值，单位为MPa； 注： 1、不同厂家的管坯元素含量各有偏重： 例如：Ｘ５２管坯，宝钢管坯Ｎｉ含量是天钢管坯含量的100倍。在冲击、延伸等方面明显较天钢坯欠缺，需要进一步正火。 2、注意不同厂家炉号。 宝钢的炉号数字是6位，天钢的炉号7位数字，南通的炉号带有字母如A、B；注意不同的厂家同一材质成分的差别 3、注意成品化学成分允许偏差 以20#钢为例，其含C量应该是0.17%-0.23%，如果我们所测得试样含碳量是0.25%，那也认为它合格，因为含碳量小于0.25%的允许上偏差是0.02。 4、化学元素对钢的性能的影响 C：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低。 Si：硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度。
Mn：在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度。 P：增加钢的冷脆性。 S：增加钢的热脆性，降低钢的韧性。 Cr：铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。 二、名词 冷弯管是不需要灌沙的，冷弯管和热弯管的区分在于材质、管径、壁厚决定的，因为冷弯管最大只能弯到管外径为：420x15的钢管，而热弯管可以加工更大的管材，但是速度很慢，冷弯速度快， 热煨弯头是指在热状态下（即较高温度)将管道煨制而制成的管件。一般通过加热的方式制作。冷煨弯头一般利用砂子或者液压工具进行煨制。
国内管线钢标准应用现状分析
收稿日期:2005-11-10 作者简介:潘丽梅(1977～),女,助理工程师,从事板带钢生产技术研究工作。 国内管线钢标准应用现状分析 潘丽梅 谢艳峰 (首钢技术研究院 北京 100041) (冶金工业信息标准研究院 北京 100730) 吴建伟 (中国标准出版社秦皇岛标准资料发行所 河北秦皇岛 066001) 摘 要:简要介绍了国内管线钢的组织分类及其特性要求,并对国内管线钢目前应用标准情况进行了分析研究。 关键词:管线钢;特性;标准应用 中图分类号:TG 335.7 文献标识码:B 文章编号:1003-0514(2005)06-0030-03 The actuality analyses about internal pipeline steel standard application PAN Li -mei (Shougang Research Institute of T echnology ,Beijing 100041,China ) XIE Y an -feng (China Metallurgical In formation &S tandardization Research Institute ,Beijing 100730,China ) W U Jian -wei (S tandards Press of China ,Qinhuangdao S tandards Fiter Issue Depantment ,Qinhuangdao 66001,China ) Abstract :Introduce the internal pipeline steel structure and characteristic ,and analysis the present situation about the inter 2nal pipeline steel standard. K ey w ords :pipeline steel ;characteristic ;standard application 在我国管道建设的不同阶段,管线钢的发展变化 非常迅速。20世纪50～70年代管线钢主要采用A3钢和16Mn 钢;70年代后期和80年代采用从日本进口的TS52K 钢(相当于X52级钢);90年代,管线钢主要采用的X52、X60、X65级热轧板卷大多数由宝钢和武钢生产供应。“八五”期间成功研制和开发了X52-X70级高韧性管线钢,并逐步得到广泛应用。西气东输工程采用了X70级管线钢。目前针对X80高钢级管材的研究和应用,石油部门与冶金部门联合开展了10余项国家基础攻关、应用基础研究和技术开发项目,其中包括国家“973”项目“高强度管线钢的重大工艺基础研究”,中油集团技术开发项目“X80管线钢管的开发与应用”,“X80管线钢的焊接及高韧性焊材选择”等等。本文针对目前国内管线钢标准应用现状 进行了系统研究。 1 管线钢的组织分类及其特性 随着合金设计、冶炼水平和轧制工艺的发展,具 有不同特性,适用于多种条件的管线钢已经生产,它应用了微合金钢发展的一切成果。铁素体-珠光体组织为第一代微合金管线钢,强度级别X42-X70;针状铁素体管线钢为第二代微合金管线钢,强度级别范围可覆盖X60-X90。其中管线钢的组织结构是决定其使用性能和安全服役的内部根据。目前,按照组织形态归类,管线钢具有以下3种典型的类型:1.1 铁素体-珠光体钢和少珠光体钢 60年代后期在国外发展起来的第一代管线系列钢(X52-X70强度级),称为铁素体-珠光体管线钢。 03冶金标准化与质量 第43卷
材料强度设计X80级管线钢设计
材料强度设计
题目：X80级管线钢设计 性能要求： 1）Rp0.2≥650MPa Rm≥800MPa Ak（-20℃）≥200J Tc=-50℃2）良好的焊接性能Ceq≤0.5 Pcm≤0.2 3）良好的抗H2S腐蚀性能 设计要求：撰写格式 1、任务书 2、前言（表述该钢的作用和发展状况） 3、化学成分设计（碳及各个合金元素的作用） 4、自己查找文献的经验公式，计算Ac1、Ac3、Bs、Ms等参数。 5、工序设计（该钢的生产流程图及流程图工序说明） 6、强度设计（进行各种强化方法的强度贡献） 7、其它性能计算与说明（如焊接性能、耐候性能等） 8、文献总结（每个学生独立查阅与该类钢相关的五篇以上文献总结） 9、参考文献 2.前言 管线钢的简介： 管线用钢（steelforpipeline）是制造石油、自然气集输和长输管或煤炭、建材浆体输送管等用的中厚板和带卷钢。管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能，一般采用中厚板制成厚壁直缝焊管，而板卷用于生产直缝电阻焊管或埋弧螺旋焊管。现代管线钢属于低碳或超低碳的微合金化钢，是高技术含量和高附加值的产品，管线钢生产几乎应用了冶金领域近20多年来的一切工艺技术新成就。管线工程的发展趋势是大管径、高压富气输送、高冷和腐蚀的服役环境、海底管线的厚壁化。因此，现代管线钢应当具有高强度、低包申格效应、高韧性和抗脆断、低焊接碳素量和良好焊接性、以及抗HIC和抗H2S腐蚀。 油气管道特别是天然气管道发展的一个重要趋势是采用大口径高压输送及选用高钢级管材。采用高压输送和高强度管材,可大幅度节约管道建设成本国外如德国、加拿大、日本和意大利等国在X80及更高钢级管线钢的研究应用方面已经有很多实践。世界著名的大石油公司积极开展X80及以上钢级管线钢的开发和应用研究。 我国管道工业的发展经历了三个高潮期。1958年开始建设长距离原油输送管道,1965年开始建设长距离天然气输送管道,在20世纪
低温钢管道的焊接工艺规程汇总
浙江华业电力工程股份有限公司企业标准 E n t er p ri s e S ta nd a rd f or zh e ji an g H u ay e Po w er En gi n ee r in g Co.,l t d HYDBP403-2004 低温钢管道焊接工艺规程 2004—04—01 发布 2004—04—01实施 浙江华业电力工程股份有限公司发布
前言 本标准主要起草人：仲春生 本标准审核人：朱文杰、周丰平、王新宇、刘浩 本标准批准人：沈银根 本标准自2004年04月01日发布，04月01日起在全公司范围内试行。本标准由公司工程部负责解释。
低温钢管道焊接工艺规程 1 范围 本标准适用于工业管道和公用管道工程中无镍低温钢类钢材的焊接施工。本标准也适用于手工氩弧焊和手工电弧焊作业。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于标准，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 DL/T 869-2004 《火力发电厂焊接技术规程》 HG 20225—95 《化工金属管道工程施工及验收规范》 劳人部[1988]1号《锅炉压力容器焊工考试规则》 HYDBP006-2004《压力管道安装工程焊接、热处理过程控制程序》 HYDBP018-2004《压力管道安装工程焊接材料管理程序》 HYDBP013-2004《压力管道安装工程材料设备储存管理程序》 HYDBP012-2004《压力管道安装工程材料设备搬运管理程序》 HYDBP008-2004《压力管道安装工程计量管理手册》 HYDBP007-2004《压力管道安装工程检验和试验控制程序》 HYDBP010-2004《压力管道安装工程不合格品控制程序》 劳动部发[1996]140号《压力管道安全管理与监察规定》 3 先决条件 3.1 环境 3.1.1 施工环境应符合下列要求： 3.1.1.1 风速：手工电弧焊小于8M/S，氩弧焊小于2M/S。 3.1.1.2 焊接电弧在1m范围内的相对湿度小于90%，环境温度大于0℃。
管道工艺流程图画法
工艺流程图和管道及仪表流程图的绘制方法
1总则 1.1 目的 为了规范工艺流程图设计的内容及表示方法，提高设计质量，特编制本标准。 1.2 范围 1.2.1 本标准规定了工艺流程图的绘制方法﹑详细设计（施工图设计）阶段的管道及仪表流程图﹑基础设计（初步设计）阶段的工艺管道及仪表流程图﹑外来流程图的编制﹑计算机辅助设计规定等要求。 1.2.2 本标准适用于北京机电院高技术股份有限公司焚烧处理装置的“工艺流程图”（PFD）和“管道及仪表流程图”（PID）设计。对于有特殊要求的项目，须结合具体情况，灵活运用。 1.3 引用标准 编制本标准时，借鉴下列标准和相关资料。 HG 20557~20559 《化工装置工艺系统工程设计规定》 HG/T 20646.1 《化工装置管道材料设计内容和深度规定》 HG/T 20646.2 《化工装置管道材料设计工程规定》 HG/T 20646.3 《化工装置管道材料控制专业技术管理规定》 HG/T 20646.4 《化工装置管道材料控制专业提出的设计条件》 HG/T 20646.5 《化工装置管道材料设计技术规定》 HGT 20679 《化工设备、管道外防腐设计规定》 HG/T 20645 化工装置管道机械设计工程规定 GB/T 4272 《设备和管道保温技术通则》
GB/T 8175 《设备和管道保温技术导则》 GB/T 11790 《设备和管道保冷技术通则》 GBJ 126 《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》GB 50253 《工业管道施工及验收规范》 GB 50264 《工业设备及管道绝热工程设计规范》 2 工艺流程图的绘制方法 工艺流程图的图例见附录A 流程图代号规定。 2.1 接受条件和来源 a) 设计开工报告；（设计主责） b)工程设计基础资料；（设计主责） c)材料备忘录；（设计主责） d)工艺设备表或工艺发表的文件；（设计主责） e)用户的规定和说明；（用户文件） f)设备数据表和图；（设备设计者） g)机泵数据表；（设计主责） h)操作要求；（设计主责） i)工艺控制图或工艺控制要求；（控制主责） j)设备布置图；（设计主责） 2.2 名称 定名为工艺流程图（简称PFD）。 2.3 图纸规格
高级别管线钢概述
高级别管线钢概述 管线钢是指用于输送石油、天然气等的大口经焊接钢管用热轧卷板或宽厚板。管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能。随着石油、天然气消费量的增长，其输送的重要性显越发突出，尤其是长距离输送。而提高输送效率，提高输送的经济效益就要通过加大输送管道口径，提高输送压力来解决。从而提高了对高级别、高性能管线钢的需求。 1、国内发展概况 我国管线钢的起步较晚，国内生产符合API5L标准的管线工程设计要求的管线钢仅有10多年的历史，X60～X70级管线钢已在国际市场上占有一定的地位，目前国内已投入生产的X80级管线钢质量也达到了国际先进水平，X100级管线钢已经研制出来。随着国内冶金技术装备水平的提高，我国能生产管线钢板卷的企业逐渐增多，但是能够生产X70及以上级别的钢厂仅有宝钢、武钢、鞍钢、舞钢、等。近两年来，许多钢铁厂加大了对高级别管线钢的研究开发，宝钢已研发出X120级别的管线用钢板。 21世纪是我国输气管建设的高峰时期。“西气东输”管线采用大口径、高压输送管的方法，这条管线全长4167km，输送压力为10MPa，管径为1016mm，采用的钢级为X70、厚度4.6mm，-20℃的横向冲击功≥120J。从西气东输工程钢材与钢板的国产化率统计看（表1.1）[1]，此项目X70钢材与钢管的总国产化率并不高，说明我国迫切需要加速高钢级管线钢宽厚板生产能力的建设。从总体上来看，我国X80级别以上高级别管线钢与国际上还有很大的差距，同级别管线钢的开发与应用整整比发达国家晚了近30年。 表1.1西气东输工程钢材与钢板的国产化率统计 2、国外发展概况 国外高级别管线钢呈现强劲的发展趋势，从20世纪70年代初期X65管线钢开始投入使用，80年代X70级管线钢逐渐被引入工程建设，1985年API标准中
管线钢综述
管线钢综述 欧阳高凤 摘要：本文对管线钢的大概发展历程、成分冶金、显微组织、力学性能、轧制工艺、焊接性及焊接工艺进行了论述，从而能够了解管线钢的发展，为课题研究打下基础。 关键词：管线钢成分显微组织力学性能生产工艺焊接工艺发展 1 管线钢的大概发展历程 半个多世纪以来，随着石油和天然气的开发和需求量的增加，从而带动了管线钢的发展。由于管道运输具有经济、方便、安全等特点，进入二十一世纪以来，管线钢呈现蓬勃发展的趋势。我国管线钢的应用和起步较晚，过去已铺设的油、气管线大部分采用Q235和16Mn钢。我国开始按照API标准研制X60、X65管线钢，并成功地与进口钢管一起用于管线铺设。90年代初宝钢、武钢又相继开发了高强高韧性的X70管线钢，随后成功研制了X80管线钢，X70和X80管线钢已大量应用于油气管道运输中。近几年开发的高强韧的X100和X120管线钢还处在试验阶段，应用方面还比较少。 在我国，石油、天然气的运输基本上已经实现了管道运输。但是与世界上工业发达国家相比，国内的管道运输在质量上和数量上都存在很大差距。中国虽然为世界的主要石油出产国之一，但输油输气的管道不足世界管线总长度的百分之一，而且普遍存在输送压力低、管径小的缺点。随着我国油气资源的进一步开发利用，西气东输的工程实施，油气管线向长距离、大口径发展是必然趋势。下面从管线钢的冶金成分、显微组织、力学性能、生产工艺及焊接工艺等方面，进一步较详细的介绍管线钢的发展。 2 管线钢的冶金成分的发展 管线钢和其他的微合金钢一样，都是在传统的C-Mn钢的基础上加上合金元素。合金元素主要以Nb、Ti、V或少量的Mo、Cu、Ni、Cr及B为主，以这些合金元素来对管线钢进行合金设计，以达到不同的强度等级及性能要求。 管线钢的冶金成分的发展大致经历三个阶段。第一阶段为1950年以前，是以C-Mn和C-Mn-Si钢为主的普通碳钢，强度级别在X52以下。第二阶段为1950-1972年，在C-Mn钢的基础上引入微量的Nb、Ti、V，通过相应的热轧和轧后处理工艺，提高了钢的综合性能，生产出X60及X65级别的钢。第三阶段为1972年至今，这一阶段合金化的发展特点为微合金的多元化，相继又加入少量的Mo、Cu、Ni、Cr及B，结合控轧控冷的新工艺，生产出综合性能优异的管线钢，主要以X70和X80管线钢为主，X100和X120管线钢在试验研究阶段。 下面具体论述以下管线钢中这些合金元素或微合金元素的作用及添加量。2.1 碳 碳是最传统的合金元素、强化元素，而且也是最经济的元素，但它对钢的可焊性影响很大。碳是影响焊接性能最敏感的一个元素，所以20多年来管线钢的碳含量是逐步趋向于低碳或超低碳方向发展。而且随着含碳量的增加，韧性下降，偏析加剧，抗HIC和SSC的能力下降。因此，随着管线钢级别的提高，碳含量应逐渐降低。管线钢的含碳量从开始的1.0%左右逐步降低，最低可达到0.01%。
UOE和JCOE管线管的性能和成本分析
直缝埋弧焊管的主要成型方法为UOE成型法（Ｕ成型、Ｏ成型、Ｅ扩径）、JCOE成型法（钢板压成Ｊ型、再依次压成Ｃ型和Ｏ型、后进行扩径），作为比较成熟的生产工艺，在国际上已经广泛应用，目前在我国也均有引进。由于其生产工艺上的差异，必然导致其产成品性能的差异，下面重点从产品的技术指标方面对UOE和JCOE的优缺点进行分析比较。 1、生产工艺 （１）UOE的生产工艺流程转炉→精炼→连铸→厚板→钢板上料→焊引弧板→铣边→预弯边→Ｕ成型→Ｏ成型→高压水冲洗→干燥→预焊→内焊→外焊→ 去除引弧板→焊缝及管端超声探伤→Ｘ光检查→钢管扩径→管端焊缝磨平→管端平头→水压试验→焊缝及管端超声探伤→焊缝及管端Ｘ光检查→倒棱→管端分层及磁粉探伤→剩磁退磁→工厂检查→称重、测长→喷标记→上保护环→堆放、发货。 （２）JCOE的生产工艺流程材料复检→真空吊→板探→翻板→刨边→上板→卷曲前半幅钢板（Ｊ成型）→松出→输入后半幅钢板→卷曲后半幅钢板（Ｃ成型）→松出→后弯→预焊→焊引（熄）弧板→内焊→清根→外焊→去引（熄）弧板→超声波检验→机械扩径→水压试验→机械修端→超声波检验→管端环向ＵＴ分层检验→Ｘ射线检验→成品检验→磁粉检验→称重与测长→外防腐→内防腐→标记→发货。 2、UOE和JCOE的生产工艺不同导致的产品差异 从上述两种生产工艺来看，二者在成型前后的工艺基本相同，最大差别在于成型方式上。UOE成型主要由两步完成：Ｕ成型和Ｏ成
型。而JCOE成型部分程序分为６个环节，生产效率大大降低。而由于成型方式的不同，导致了UOE和JCOE在直径、壁厚、外形尺寸、生产效率、屈强比等方面的差异（如下表）。 2.1 UOE和JCOE产品规格和生产效率的比较 （１）管径和壁厚 JCOE可生产的管径和壁厚范围要大于UOE，这是由两种产线的模具及生产工艺决定的。对于UOE，一套Ｏ机模具只能生产一种直径的钢管，且是二道工序完成成型，对成型机组压力要求高，因此UOE可生产的管径和壁厚范围稍小。对于JCOE，钢管成型采取的是折弯机 步进方式成型每次弯曲需要的压力要大大减小，因而对机组的动力要求大大减小。因此在同等机组压力的情况下，JCOE可生产的壁厚范围要更大，且一套模具可以生产多种管径的钢管，可生产钢管的管径范围要更大。宝钢的Ｏ成型机压力达到72000t ，是世界上压力最大的Ｏ成型机组之一，生产的壁厚能达到40mm。从目前国内外的管线钢技术发展来看，高钢级，薄壁厚是管道发展的必然趋势，西气东输二线所用的φ1219钢管是当前最大口径的钢管，UOE的生产能力有 足够大 的余量，因而目前宝钢UOE的管径和壁厚生产范围完全可以满足管线工程的需要。 （２）生产效率和产能
管线钢种类及用途
管线钢种类及用途 管线钢是指用于输送石油、天然气等的大口经焊接钢管用热轧卷板或宽厚板.管线钢在使用过程中,除要求具有较高的耐压强度外,还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能。 油气输送管线用钢板：用于制作石油，天然气输送管道。主要钢号：X42 L290 X46 L320 X52 L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、 X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、 X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、 X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、 X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、 X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、 X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、 X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、
管线钢知识
管线钢知识 石油和天然气的需求迅速增长，2011-2015 年世界范围内管道建设的工程投资每年近400 亿美元。 西气东输二线管道以高强度X80为管材，管径1219mm,压力12MPa,主干线全长 4895km。2010年底的统计资料显示，我国已建立原油管道1.9*104km, 天然气管道 3.3*104km，成品油管道1.6*104km,油气管道总里程已达6.8*104km，2020年有望达到 20*104km。同时，与我国的能源需求和先进国家的管道水平相比，我国管道建设还有巨大的需求和潜力。 一、管道工程面临的挑战与管线钢发展方向 管道的大管径、高压输送与高强度管线钢 由建立在流体力学基础上的设计计算可知，原油管道单位时间输送量与输送压力梯度的平方根成正比，与略大于管道直径的平方成正比。加大管道直径，提高管道工作压力是提高管道输送量的有力措施和油气管道的基本发展方向。 目前认为，输油管道合适的最大管径为1220m m，输气管道合适的最大管径为 1420mm。在输送压力方面，提高压力的追求仍无止境。20世纪50-60年代的最高输送压力为6.3MPa(X52)，70-80年代的最高输送压力为10MPa(X60-65)，90年代后的最高输送压力达14MPa(X70-80)。近年来，国外一些新建天然气管道压力一般为10-15MPa，一些管道压力已超过20MPa (X100-X120)。 由管道设计准则可知，管道工程的大口径、高压输送这一目标可以通过增加钢管壁厚和钢管强度来实现。然而，提高管线钢的强度才是一种理想的选择。这是因为高强度管线钢的采用不仅可减少钢管壁厚和重量，节约钢材成本，而且由于钢管管径和壁厚的减少，可以产生许多连带的经济效益。据统计，在大口径管道工程中，25%-40%的工程成本与材料有关。一般认为，管线钢每提高一个级别，可使管道造价成本降低5%-15%。 管道的低温环境与高韧性管线钢 随着管道工程的发展，对管线钢韧性的技术要求日益提高，韧性已成为管线钢最重要的性能指标。为获取高韧性管线钢，可通过多种韧化机制和韧化方法，其中低碳或超低碳、纯净或超纯净、均匀或超均匀、细晶粒或超细晶粒以及针状铁素体为代表的组织形态是高韧性管线钢最重要的特征。 超纯净管线钢：S W 0.0005%、P< 0.002%、N W 0.002%、O< 0.001%和H< 0.0001%； 超细晶粒管线钢：通过严格控制控轧、控冷条件，目前可获得这种有效晶粒尺寸达到1-2um,因而赋予了管线钢优良的韧性。现代管线钢的A v大都在 200-300J以上，50%FAT可达-45 C以下。经过精心控制的管线钢，其A可高达400-500J 以上，DWTT勺85%FAT可降至-60 °C 以下。 管道的大位移环境与大变形管线钢 所谓大变形管线钢是一种适应大位移服役环境的，在拉伸、压缩和弯曲载荷下具有较高极限应变能力和延性断裂抗力的管道材料。这种管线钢既可满足管道高压、大流量输送的强度要求和满足防止裂纹起裂和止裂的韧性要求，同时又具有防止管道因大变形而引起的屈曲、失稳和延性断裂的极限变形能力，因此大变形管线钢是管道工程发展的迫切需要，也是传统油、气输送管道材料的一种重要补充和发展。 大变形管线钢的主要性能特征是在保证高强韧性的同时，具有低的屈强比 (c s/ (T b V 0.8 )，高的均匀伸长率(如S u > 8%和高的形变强化指数(n> 0.15 )。大变形管线钢的主要组织特征是双相组织。双相大变形管线钢不同于传统的管线钢，也不同于一般意义上的双相钢。它通过低碳、超低碳的多元微合金设计和特定的控制轧制和加速冷