317-paper-寶鋼海底管線用鋼的開發(fā)和應(yīng)用（中文)(最終稿）

1、海底管線用鋼的開發(fā)和應(yīng)用海底管線用鋼的開發(fā)和應(yīng)用鄭磊，高珊，陸敏（寶山鋼鐵股份有限公司，上海201900）摘要摘要：海洋環(huán)境的惡劣對海底管線用鋼提出較陸地管線更加嚴(yán)格的質(zhì)量要求。寶鋼開發(fā)以熱連軋方式生產(chǎn)用于制造直縫埋弧焊管的海底管線用X65管線鋼板，其產(chǎn)品具有高強(qiáng)度、高韌性和良好的焊接性等綜合性能。與陸地管線相比，不僅使焊管橫向性能滿足X65管線管的強(qiáng)度和韌性要求，而且焊管縱向性能也滿足DNV海底管線用鋼的性能要求，可保證海底管線的施工

2、和運(yùn)營的安全。寶鋼開發(fā)的海底管線用鋼已成功地應(yīng)用于我國“番禺惠州”海底管線。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：海底管線；直縫埋弧焊管；高強(qiáng)度；高韌性；管線鋼DevelopmentApplicationofSubmarinepipelinesteelZHENGLeiGAOShanLUMin(BaoshanIron&SteelCo.Ltd.Shanghai201900China)Abstract:Thequalityrequirementofoffshepip

3、elineismuchstricterthanthatofonshepipelineasharshoffsheenvironment.TheX65gradepipelinesteelusedfLSAWsubmarinelinepipehasbeendevelopedatBaosteelwhichisproducedbyhotcontinuumrollingprocessing.Thesteelishighstrengthhightoug

4、hnessgoodweldability.Comparingtoonshepipelinesteelafterpipemakingbyusingthesteel，notonlythetransversestrengthtoughnessofthepipecanmeettherequirementsofthespecificationbutalsothelongitudinalpropertiesofthepipecanmeettheDN

5、Vsubmarinepipelinestardtherequirementsfthesafetyoflayingoperationofsubmarinepipeline.TheproductofX65offshepipelinesteelhasbeenappliedtothePanyuHuizhouSubmarinePipelineProjectinChina.Keywds:SubmarinepipelineLSAWlinepipehi

6、ghstrengthhightoughnesspipelinesteel1引言引言能源需求的快速增長，促進(jìn)邊際油氣田和海上油氣資源的開發(fā)。海底管線的重要性日益凸顯。14.3mmW.T.和508mmO.D.15.9mmW.T.的直縫埋弧焊管試制。試制的板卷性能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，制管后焊管各項(xiàng)性能均滿足DNV海底管線規(guī)范要求，為工程的批量應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。3.1試制的X65海底管線用鋼的化學(xué)成分針對上述海底管線用鋼的冶金特點(diǎn)和“番禺惠州海底管線”的

7、技術(shù)要求，寶鋼試制了一爐用于制造海底管線用焊管的X65管線鋼，其成分見表1。試制鋼具有0.040%的超碳低含量，硫、磷含量非常低，分別才9ppm和60ppm，并經(jīng)過Ca處理，表現(xiàn)出典型的純凈鋼特征。試制鋼采用Nb、Ti微合金化和控制相變組織的Mo低合金化；并具有很低的Ceq值和Pcm值，其分別為0.32%和0.13%。這對隨后通過控制軋制控制冷卻生產(chǎn)高強(qiáng)度、高韌性和良好焊接性的管線鋼卷提供了重要保證。表1X65X65海底管線用試制鋼的化

8、學(xué)成分海底管線用試制鋼的化學(xué)成分(wt%)(wt%)TableTable1TheThecompositionscompositionsofofthetheX65X65trialtrialsteelsteelffsubmarinesubmarinepipelinepipeline（wt%wt%）CSiMnPSNAlCa其他CeqPcm0.0400.211.460.0060.00090.00320.0240.0022MoNbTi0.320.

9、13Ceq=CMn6(CrMoV)5(CuNi)15Pcm=CSi30Mn20Cu20Ni60Cr20Mo15V105B3.2.試制的X65海底管線用板卷的基本性能采用熱連軋控軋控冷方式試制14.3mm厚?1550mm寬和15.9mm厚?1550mm寬海底管線用X65板卷。對試制板卷取樣進(jìn)行縱向和橫向的板狀拉伸試驗(yàn)、系列溫度py沖擊試驗(yàn)、系列溫度DWTT試驗(yàn)和CTOD斷裂韌性試驗(yàn)，并測定了板卷Hv10硬度值。表2列出部分試驗(yàn)結(jié)果，可見試

10、制的兩種厚度板卷的屈服強(qiáng)度均大于490MPa、抗拉強(qiáng)度大于580MPa，考慮到制管及試樣壓平等過程的包辛鉻效應(yīng)引起焊管橫向強(qiáng)度的下降，這樣的強(qiáng)度可保證制管后焊管管體橫向強(qiáng)度滿足X65管線鋼管的強(qiáng)度要求；同時板卷具有高的延伸率和適當(dāng)?shù)那鼜?qiáng)比，屈強(qiáng)比未超過0.90。但也應(yīng)看到板卷的縱向強(qiáng)度和屈強(qiáng)比低于板卷的橫向強(qiáng)度和屈強(qiáng)比，表現(xiàn)出含Nb控軋鋼特有的強(qiáng)度各向異性。從py沖擊和DWTT、CTOD等試驗(yàn)結(jié)果來看，板卷具有高的低溫沖擊韌性，板卷縱向

11、和橫向60℃的py沖擊功均大于355J，py斷口剪切面積均為100%。30℃的DWTT斷口剪切面積均為100%，0℃的CTOD值均在0.337mm以上，CTOD的最大值為0.357mm，表現(xiàn)出非常高的低溫?cái)嗔秧g性，且縱橫向韌性值的差異很小，基本上未表現(xiàn)出韌性的各向異性，這與采用超低碳成分設(shè)計(jì)、超低硫Ca處理、低磷冶煉等純凈鋼冶煉技術(shù)密切相關(guān)。板卷的Hv10硬度值均小于200，這對焊接性有好的影響。3.3.X65試制鋼的金相組織圖1是試制