提(ti)高(gao)(gao)輸(shu)(shu)(shu)量(liang)、降(jiang)低(di)(di)成(cheng)本是(shi)(shi)油氣(qi)管道(dao)建設持續追求(qiu)(qiu)的目標(biao),而提(ti)高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)級、增(zeng)大(da)(da)壁厚是(shi)(shi)提(ti)高(gao)(gao)輸(shu)(shu)(shu)量(liang)、降(jiang)低(di)(di)成(cheng)本的有效(xiao)途徑,這也推動了國內外高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)級、大(da)(da)口徑、大(da)(da)厚壁鋼(gang)(gang)管的研(yan)發和應用。為了保(bao)證管道(dao)安全性,要求(qiu)(qiu)油氣(qi)輸(shu)(shu)(shu)送鋼(gang)(gang)管具有與鋼(gang)(gang)級及輸(shu)(shu)(shu)送壓力所匹配的止(zhi)裂(lie)(lie)韌(ren)性。鋼(gang)(gang)級越高(gao)(gao)、輸(shu)(shu)(shu)送壓力越大(da)(da),所需的止(zhi)裂(lie)(lie)韌(ren)性越高(gao)(gao);并且(qie)要求(qiu)(qiu)DWTT斷(duan)口具有足夠的剪切面積(API等標(biao)準規定平均(jun)值至(zhi)少85%)。同時具有足夠的剪切面積和足夠的CVN吸收能是(shi)(shi)管體(ti)的一(yi)個基(ji)本特征,在輸(shu)(shu)(shu)氣(qi)管線中它能避免脆(cui)性斷(duan)裂(lie)(lie)擴(kuo)展,并控制延性斷(duan)裂(lie)(lie)的擴(kuo)展。


  由于材料自身強韌性的(de)(de)矛盾,以及管(guan)(guan)線鋼厚(hou)度(du)增(zeng)(zeng)加帶來技術難度(du)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加,使得管(guan)(guan)線鋼管(guan)(guan)每增(zeng)(zeng)加一個鋼級或壁厚(hou)增(zeng)(zeng)加一毫米,都要攻克一系列的(de)(de)技術難題。


  21世紀以(yi)來,以(yi)我國西氣(qi)東(dong)(dong)輸(shu)二(er)線(xian)建設為標志,X80管線(xian)鋼(gang)/管的(de)研發應用快(kuai)速(su)發展。2006年(nian)(nian),在中石油(you)集團公司(si)的(de)推動下,原華北石油(you)第一(yi)機械廠巨龍(long)鋼(gang)管公司(si)聯(lian)合國內(nei)(nei)鋼(gang)廠開始研制西氣(qi)東(dong)(dong)輸(shu)二(er)線(xian)X80管線(xian)鋼(gang)及(ji)(ji)直(zhi)縫(feng)埋弧(hu)焊管,經過(guo)鋼(gang)廠和(he)制管企業(ye)的(de)持續努(nu)力(li)和(he)卓(zhuo)有成效的(de)工(gong)(gong)作,攻克(ke)了(le)一(yi)系列(lie)的(de)技術難題,成功(gong)(gong)開發出(chu)(chu)了(le)西氣(qi)東(dong)(dong)輸(shu)二(er)線(xian)X80φ1219mmx22mm直(zhi)縫(feng)埋弧(hu)焊管,焊管滿足(zu)-10℃條件按下母(mu)材(cai)夏比沖擊功(gong)(gong)單(dan)值最小(xiao)140J、平均(jun)(jun)值最小(xiao)180J以(yi)及(ji)(ji)焊縫(feng)及(ji)(ji)熱影響區夏比沖擊功(gong)(gong)單(dan)值最小(xiao)60J、平均(jun)(jun)值最小(xiao)80J的(de)要求(qiu),母(mu)材(cai)0℃條件下DWTT剪切(qie)面積率平均(jun)(jun)大于(yu)85%,并大規(gui)模應用于(yu)西氣(qi)東(dong)(dong)輸(shu)二(er)線(xian)工(gong)(gong)程(cheng)。2007-2008年(nian)(nian),巨龍(long)鋼(gang)管公司(si)聯(lian)合國內(nei)(nei)寶鋼(gang)、沙鋼(gang)、鞍鋼(gang)等鋼(gang)鐵企業(ye)同時(shi)開展了(le)26.4mm、27.5mm及(ji)(ji)33mm寬厚板及(ji)(ji)厚壁(bi)直(zhi)縫(feng)埋弧(hu)焊管單(dan)根試制工(gong)(gong)作,最早試制出(chu)(chu)了(le)國內(nei)(nei)X80鋼(gang)級φ1219mm×26.4/27.5/33mm 直(zhi)縫(feng)埋弧(hu)焊管。


  2009年(nian),26.4mm厚(hou)規(gui)格鋼板(ban)及鋼管(guan)(guan)(guan)技術獲得突破,X80鋼級ф1219mm×26.4mm直(zhi)縫埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)管(guan)(guan)(guan)實現(xian)批量穩定生(sheng)產(chan),DWTT剪切面(mian)積(ji)滿足標準規(gui)定的(de)(de)0℃條(tiao)件(jian)(jian)下平均不低(di)(di)于75%的(de)(de)要(yao)求,并(bing)應(ying)用(yong)于西(xi)氣東輸二線(xian)(xian)及后續的(de)(de)西(xi)氣東輸三(san)線(xian)(xian)工(gong)程中。2012年(nian),針對中亞C線(xian)(xian)的(de)(de)需求,渤海(hai)裝備所屬巨龍公司與鋼廠合作開發出了X80鋼級 ф1219mmx27mm 直(zhi)縫埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)管(guan)(guan)(guan),0℃條(tiao)件(jian)(jian)下的(de)(de)DWTT剪切面(mian)積(ji)率達到不低(di)(di)于85%的(de)(de)要(yao)求。2014年(nian),針對規(gui)劃的(de)(de)陜京四(si)線(xian)(xian)、新粵浙管(guan)(guan)(guan)道等提出X80鋼級Φ1219mmx33mm鋼板(ban)及直(zhi)縫焊(han)(han)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)需求,該(gai)公司聯合國內鋼板(ban)企業(ye)成功(gong)開發出了項目所需的(de)(de)X80φ1219mm×33mm直(zhi)縫埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)管(guan)(guan)(guan),各項性能指標滿足標準要(yao)求,這也(ye)是目前國內最大壁厚(hou)的(de)(de)X80抗延性斷裂直(zhi)縫埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)管(guan)(guan)(guan)。


  為滿足(zu)日益增(zeng)長(chang)的(de)天(tian)然氣(qi)需求(qiu),我國(guo)在陸續(xu)建成了西氣(qi)東(dong)(dong)輸二線(xian)、三(san)線(xian)等X80鋼(gang)(gang)級、口徑φ1219mm、單(dan)管年(nian)輸氣(qi)量300億(yi)立方(fang)米的(de)天(tian)然氣(qi)管道(dao)的(de)基(ji)礎上(shang),擬(ni)開(kai)發建設口徑更大(da)、輸氣(qi)量更大(da)的(de)天(tian)然氣(qi)管道(dao)。2012年(nian),中(zhong)石油啟動了第三(san)代(dai)大(da)輸量管道(dao)用(yong)鋼(gang)(gang)管的(de)研發,其(qi)中(zhong)X80φ1422mm鋼(gang)(gang)管作為最具技(ji)術(shu)(shu)可行性的(de)技(ji)術(shu)(shu)方(fang)案備受重視。國(guo)內鋼(gang)(gang)鐵企業、制(zhi)管企業開(kai)始投入(ru)大(da)量人力(li)物力(li)開(kai)展科研攻關(guan),逐一(yi)攻克技(ji)術(shu)(shu)難(nan)關(guan)。2014年(nian)5月,中(zhong)俄雙方(fang)有關(guan)企業簽署了總價值超過4000億(yi)美元、年(nian)供(gong)氣(qi)量380億(yi)立方(fang)米、期(qi)限長(chang)達30年(nian)的(de)中(zhong)俄東(dong)(dong)線(xian)天(tian)然氣(qi)購銷合同(tong)。為滿足(zu)年(nian)輸氣(qi)量380億(yi)立方(fang)米的(de)要求(qiu),我國(guo)在中(zhong)俄東(dong)(dong)線(xian)上(shang)首次計劃采用(yong)X80鋼(gang)(gang)級Φ1422mm×25.7/30.8mm厚壁直縫埋弧焊(han)管鋼(gang)(gang)管。


  與(yu)X80鋼(gang)(gang)(gang)級ф1219mm管(guan)(guan)(guan)(guan)道相比(bi),中俄(e)東(dong)(dong)(dong)線鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)口徑更(geng)大(da),壁厚(hou)(hou)(hou)更(geng)大(da)。如(ru)西氣東(dong)(dong)(dong)輸二線二類(lei)地(di)區采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)X80鋼(gang)(gang)(gang)級ф1219mm直(zhi)縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)壁厚(hou)(hou)(hou)為22mm,三類(lei)地(di)區壁厚(hou)(hou)(hou)為26.4mm;中俄(e)東(dong)(dong)(dong)線二類(lei)地(di)區X80鋼(gang)(gang)(gang)級ф1422mm直(zhi)縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)壁厚(hou)(hou)(hou)增(zeng)(zeng)加(jia)到了25.7mm,三類(lei)地(di)區壁厚(hou)(hou)(hou)增(zeng)(zeng)加(jia)到了30.8mm。無論(lun)從鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)徑還是(shi)(shi)壁厚(hou)(hou)(hou),中俄(e)東(dong)(dong)(dong)線均創我國管(guan)(guan)(guan)(guan)道之最,在世界管(guan)(guan)(guan)(guan)道史上都是(shi)(shi)一個標志性(xing)的(de)(de)(de)工程,僅有(you)俄(e)羅斯已建的(de)(de)(de)巴浦(pu)年柯沃(wo)-烏恰管(guan)(guan)(guan)(guan)道參(can)數與(yu)中俄(e)東(dong)(dong)(dong)線接近。管(guan)(guan)(guan)(guan)徑、壁厚(hou)(hou)(hou)同時增(zeng)(zeng)加(jia)帶來了技術方(fang)面的(de)(de)(de)巨(ju)大(da)挑(tiao)戰。板(ban)(ban)(ban)寬(kuan)、板(ban)(ban)(ban)厚(hou)(hou)(hou)增(zeng)(zeng)加(jia),使鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)(ban)制(zhi)造過程軋制(zhi)壓縮比(bi)降低(di),影響晶(jing)粒(li)細化效(xiao)果;厚(hou)(hou)(hou)度增(zeng)(zeng)加(jia)后還會引起心(xin)部冷(leng)卻速(su)度降低(di)以及(ji)厚(hou)(hou)(hou)度方(fang)向的(de)(de)(de)冷(leng)卻均勻性(xing),這些都會對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)性(xing)能產(chan)生(sheng)(sheng)不利影響,尤其是(shi)(shi)要保證(zheng)至少-15攝(she)氏度下鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)DWTT剪(jian)切(qie)面積達到平均值(zhi)85%的(de)(de)(de)要求難(nan)度更(geng)大(da)。另外,板(ban)(ban)(ban)寬(kuan)增(zeng)(zeng)加(jia)對(dui)板(ban)(ban)(ban)型控(kong)制(zhi),管(guan)(guan)(guan)(guan)徑、壁厚(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)幾(ji)何(he)尺寸、焊接質量(liang)控(kong)制(zhi)等,都面臨(lin)巨(ju)大(da)的(de)(de)(de)挑(tiao)戰。經過國內鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)企業、焊管(guan)(guan)(guan)(guan)企業的(de)(de)(de)共同攻關,攻克了上述的(de)(de)(de)關鍵技術,成(cheng)功實現了中俄(e)東(dong)(dong)(dong)線X80鋼(gang)(gang)(gang)級ф1422mm×25.7/30.8mm寬(kuan)厚(hou)(hou)(hou)板(ban)(ban)(ban)及(ji)直(zhi)縫埋弧焊管(guan)(guan)(guan)(guan)和X80鋼(gang)(gang)(gang)級ф1422mm×21.4mm/22mm熱軋卷板(ban)(ban)(ban)及(ji)螺旋埋弧焊管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)批量(liang)生(sheng)(sheng)產(chan)供(gong)貨。尤其是(shi)(shi)X80鋼(gang)(gang)(gang)級φ1422mmx30.8mm鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan),整體性(xing)能穩定性(xing)、合格率超出了預(yu)期(qi)。