提(ti)高輸量、降(jiang)低成(cheng)本是油(you)氣管(guan)(guan)(guan)道建設持續追求(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)目(mu)標,而提(ti)高鋼級(ji)、增大(da)壁(bi)厚(hou)是提(ti)高輸量、降(jiang)低成(cheng)本的(de)(de)(de)(de)有效途徑,這也推(tui)動了國(guo)內外高鋼級(ji)、大(da)口(kou)徑、大(da)厚(hou)壁(bi)鋼管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)研發和應用(yong)。為了保證管(guan)(guan)(guan)道安(an)全性(xing)(xing),要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)油(you)氣輸送(song)鋼管(guan)(guan)(guan)具有與(yu)鋼級(ji)及輸送(song)壓力所匹配的(de)(de)(de)(de)止(zhi)裂韌性(xing)(xing)。鋼級(ji)越高、輸送(song)壓力越大(da),所需的(de)(de)(de)(de)止(zhi)裂韌性(xing)(xing)越高;并(bing)且要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)DWTT斷口(kou)具有足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)(de)剪切面積(API等標準規定平均值至少85%)。同時具有足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)(de)剪切面積和足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)(de)CVN吸(xi)收能是管(guan)(guan)(guan)體的(de)(de)(de)(de)一個基本特征,在(zai)輸氣管(guan)(guan)(guan)線中它能避(bi)免(mian)脆性(xing)(xing)斷裂擴展,并(bing)控(kong)制延性(xing)(xing)斷裂的(de)(de)(de)(de)擴展。


  由于材料自身強(qiang)韌性的(de)矛盾,以(yi)及管線鋼(gang)(gang)厚度增(zeng)加帶(dai)來技(ji)(ji)術難度的(de)增(zeng)加,使得(de)管線鋼(gang)(gang)管每增(zeng)加一(yi)個鋼(gang)(gang)級或壁厚增(zeng)加一(yi)毫米,都要(yao)攻克一(yi)系列的(de)技(ji)(ji)術難題。


  21世紀(ji)以來,以我國(guo)西(xi)(xi)氣東(dong)輸(shu)二(er)線(xian)(xian)建設為標志,X80管(guan)(guan)線(xian)(xian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)/管(guan)(guan)的研(yan)發應(ying)用快速(su)發展。2006年(nian),在中石油集團(tuan)公司(si)(si)(si)的推動下,原華北石油第一機械廠巨龍鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)公司(si)(si)(si)聯合國(guo)內(nei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)廠開始研(yan)制(zhi)西(xi)(xi)氣東(dong)輸(shu)二(er)線(xian)(xian)X80管(guan)(guan)線(xian)(xian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)及(ji)直(zhi)(zhi)縫(feng)埋弧(hu)焊(han)管(guan)(guan),經過鋼(gang)(gang)(gang)(gang)廠和制(zhi)管(guan)(guan)企(qi)(qi)業(ye)的持續努力和卓有成效的工(gong)(gong)作,攻克了一系列的技術(shu)難題(ti),成功開發出(chu)了西(xi)(xi)氣東(dong)輸(shu)二(er)線(xian)(xian)X80φ1219mmx22mm直(zhi)(zhi)縫(feng)埋弧(hu)焊(han)管(guan)(guan),焊(han)管(guan)(guan)滿足-10℃條件按(an)下母(mu)(mu)材夏比沖擊功單值(zhi)最小(xiao)140J、平(ping)均值(zhi)最小(xiao)180J以及(ji)焊(han)縫(feng)及(ji)熱影響區夏比沖擊功單值(zhi)最小(xiao)60J、平(ping)均值(zhi)最小(xiao)80J的要求,母(mu)(mu)材0℃條件下DWTT剪切面積率平(ping)均大于85%,并大規模應(ying)用于西(xi)(xi)氣東(dong)輸(shu)二(er)線(xian)(xian)工(gong)(gong)程(cheng)。2007-2008年(nian),巨龍鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)公司(si)(si)(si)聯合國(guo)內(nei)寶(bao)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、沙鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、鞍鋼(gang)(gang)(gang)(gang)等(deng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵企(qi)(qi)業(ye)同時開展了26.4mm、27.5mm及(ji)33mm寬(kuan)厚(hou)板(ban)及(ji)厚(hou)壁直(zhi)(zhi)縫(feng)埋弧(hu)焊(han)管(guan)(guan)單根試制(zhi)工(gong)(gong)作,最早試制(zhi)出(chu)了國(guo)內(nei)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)φ1219mm×26.4/27.5/33mm 直(zhi)(zhi)縫(feng)埋弧(hu)焊(han)管(guan)(guan)。


  2009年,26.4mm厚規(gui)格鋼(gang)板及(ji)鋼(gang)管技術獲得突破,X80鋼(gang)級(ji)ф1219mm×26.4mm直(zhi)縫(feng)埋弧焊(han)(han)管實現批量穩定(ding)生產,DWTT剪切(qie)面(mian)積(ji)滿(man)足標(biao)(biao)準規(gui)定(ding)的(de)(de)(de)(de)0℃條件下平均(jun)不低于75%的(de)(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu),并應用于西氣東輸二線(xian)(xian)及(ji)后續的(de)(de)(de)(de)西氣東輸三線(xian)(xian)工程中(zhong)。2012年,針對中(zhong)亞C線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)需求(qiu)(qiu),渤海(hai)裝(zhuang)備(bei)所屬(shu)巨龍(long)公(gong)司與鋼(gang)廠合(he)作開(kai)發(fa)出了X80鋼(gang)級(ji) ф1219mmx27mm 直(zhi)縫(feng)埋弧焊(han)(han)管,0℃條件下的(de)(de)(de)(de)DWTT剪切(qie)面(mian)積(ji)率達到不低于85%的(de)(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)。2014年,針對規(gui)劃的(de)(de)(de)(de)陜京四(si)線(xian)(xian)、新粵浙管道等(deng)提出X80鋼(gang)級(ji)Φ1219mmx33mm鋼(gang)板及(ji)直(zhi)縫(feng)焊(han)(han)管的(de)(de)(de)(de)需求(qiu)(qiu),該(gai)公(gong)司聯(lian)合(he)國(guo)內(nei)鋼(gang)板企(qi)業成(cheng)功開(kai)發(fa)出了項(xiang)目所需的(de)(de)(de)(de)X80φ1219mm×33mm直(zhi)縫(feng)埋弧焊(han)(han)管,各項(xiang)性(xing)能指標(biao)(biao)滿(man)足標(biao)(biao)準要求(qiu)(qiu),這(zhe)也是(shi)目前國(guo)內(nei)最大(da)壁厚的(de)(de)(de)(de)X80抗延性(xing)斷(duan)裂直(zhi)縫(feng)埋弧焊(han)(han)管。


  為滿足日益增長(chang)的天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)需(xu)求,我國在(zai)陸(lu)續建成(cheng)了西(xi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)東(dong)(dong)輸(shu)二線(xian)、三(san)線(xian)等X80鋼(gang)級(ji)、口徑(jing)φ1219mm、單(dan)管(guan)年(nian)輸(shu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)量(liang)(liang)300億(yi)(yi)立方(fang)(fang)米(mi)(mi)的天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan)道的基礎上,擬(ni)開發建設口徑(jing)更大(da)、輸(shu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)量(liang)(liang)更大(da)的天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)管(guan)道。2012年(nian),中(zhong)石油啟動(dong)了第三(san)代大(da)輸(shu)量(liang)(liang)管(guan)道用(yong)鋼(gang)管(guan)的研(yan)發,其中(zhong)X80φ1422mm鋼(gang)管(guan)作(zuo)為最具技術(shu)可行性的技術(shu)方(fang)(fang)案備受重視(shi)。國內鋼(gang)鐵企(qi)(qi)業、制管(guan)企(qi)(qi)業開始投入(ru)大(da)量(liang)(liang)人力物力開展(zhan)科研(yan)攻關(guan),逐(zhu)一攻克技術(shu)難關(guan)。2014年(nian)5月(yue),中(zhong)俄雙方(fang)(fang)有關(guan)企(qi)(qi)業簽署了總價值超過(guo)4000億(yi)(yi)美元、年(nian)供氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)量(liang)(liang)380億(yi)(yi)立方(fang)(fang)米(mi)(mi)、期(qi)限長(chang)達30年(nian)的中(zhong)俄東(dong)(dong)線(xian)天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)購(gou)銷合同(tong)。為滿足年(nian)輸(shu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)量(liang)(liang)380億(yi)(yi)立方(fang)(fang)米(mi)(mi)的要求,我國在(zai)中(zhong)俄東(dong)(dong)線(xian)上首(shou)次計(ji)劃采用(yong)X80鋼(gang)級(ji)Φ1422mm×25.7/30.8mm厚壁(bi)直縫埋弧焊管(guan)鋼(gang)管(guan)。


  與X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)ф1219mm管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)相比(bi),中(zhong)俄(e)(e)東(dong)(dong)線(xian)(xian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)口徑更大(da),壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)更大(da)。如(ru)西氣東(dong)(dong)輸(shu)二線(xian)(xian)二類地區(qu)采用的(de)(de)(de)(de)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)ф1219mm直(zhi)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)為22mm,三(san)類地區(qu)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)為26.4mm;中(zhong)俄(e)(e)東(dong)(dong)線(xian)(xian)二類地區(qu)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)ф1422mm直(zhi)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)增(zeng)加(jia)到了(le)(le)(le)(le)25.7mm,三(san)類地區(qu)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)增(zeng)加(jia)到了(le)(le)(le)(le)30.8mm。無論從鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)徑還是(shi)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou),中(zhong)俄(e)(e)東(dong)(dong)線(xian)(xian)均創我國管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)之最(zui),在世界(jie)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)史(shi)上(shang)都是(shi)一個標志性的(de)(de)(de)(de)工程,僅(jin)有(you)俄(e)(e)羅(luo)斯已建(jian)的(de)(de)(de)(de)巴浦年柯(ke)沃-烏恰管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)參(can)數與中(zhong)俄(e)(e)東(dong)(dong)線(xian)(xian)接近。管(guan)(guan)(guan)徑、壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)同(tong)時增(zeng)加(jia)帶來了(le)(le)(le)(le)技(ji)術(shu)方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)巨大(da)挑(tiao)戰(zhan)。板(ban)(ban)寬(kuan)、板(ban)(ban)厚(hou)(hou)增(zeng)加(jia),使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)制(zhi)(zhi)造(zao)過(guo)程軋制(zhi)(zhi)壓縮比(bi)降低(di),影響(xiang)晶粒細化效(xiao)果;厚(hou)(hou)度(du)增(zeng)加(jia)后(hou)還會引起(qi)心部冷卻(que)速度(du)降低(di)以及厚(hou)(hou)度(du)方(fang)向的(de)(de)(de)(de)冷卻(que)均勻性,這些都會對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)性能(neng)產(chan)生不利(li)影響(xiang),尤其是(shi)要(yao)保證至少(shao)-15攝氏度(du)下鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)DWTT剪切面(mian)積達到平(ping)均值85%的(de)(de)(de)(de)要(yao)求難度(du)更大(da)。另外,板(ban)(ban)寬(kuan)增(zeng)加(jia)對(dui)板(ban)(ban)型(xing)控(kong)制(zhi)(zhi),管(guan)(guan)(guan)徑、壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)幾何尺寸、焊(han)接質(zhi)量控(kong)制(zhi)(zhi)等,都面(mian)臨巨大(da)的(de)(de)(de)(de)挑(tiao)戰(zhan)。經過(guo)國內鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵企業(ye)、焊(han)管(guan)(guan)(guan)企業(ye)的(de)(de)(de)(de)共同(tong)攻關(guan),攻克(ke)了(le)(le)(le)(le)上(shang)述的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵技(ji)術(shu),成功(gong)實現了(le)(le)(le)(le)中(zhong)俄(e)(e)東(dong)(dong)線(xian)(xian)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)ф1422mm×25.7/30.8mm寬(kuan)厚(hou)(hou)板(ban)(ban)及直(zhi)縫(feng)(feng)埋(mai)弧(hu)焊(han)管(guan)(guan)(guan)和X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)ф1422mm×21.4mm/22mm熱軋卷(juan)板(ban)(ban)及螺旋埋(mai)弧(hu)焊(han)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)批量生產(chan)供貨。尤其是(shi)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)(ji)φ1422mmx30.8mm鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan),整體性能(neng)穩定(ding)性、合格率超出了(le)(le)(le)(le)預(yu)期。