提高(gao)輸(shu)(shu)(shu)量(liang)、降(jiang)低(di)成本(ben)是油氣(qi)管(guan)道(dao)建設持續追(zhui)求的(de)(de)目標,而提高(gao)鋼(gang)級(ji)、增大壁(bi)厚是提高(gao)輸(shu)(shu)(shu)量(liang)、降(jiang)低(di)成本(ben)的(de)(de)有(you)(you)效途(tu)徑,這也推(tui)動了國內外高(gao)鋼(gang)級(ji)、大口(kou)(kou)徑、大厚壁(bi)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)研(yan)發(fa)和(he)應用。為了保證管(guan)道(dao)安全性(xing),要求油氣(qi)輸(shu)(shu)(shu)送(song)鋼(gang)管(guan)具(ju)有(you)(you)與鋼(gang)級(ji)及輸(shu)(shu)(shu)送(song)壓(ya)力(li)(li)所(suo)匹配的(de)(de)止(zhi)(zhi)裂韌性(xing)。鋼(gang)級(ji)越高(gao)、輸(shu)(shu)(shu)送(song)壓(ya)力(li)(li)越大,所(suo)需的(de)(de)止(zhi)(zhi)裂韌性(xing)越高(gao);并且要求DWTT斷(duan)口(kou)(kou)具(ju)有(you)(you)足夠的(de)(de)剪切(qie)面積(API等標準規定平均值至(zhi)少85%)。同時具(ju)有(you)(you)足夠的(de)(de)剪切(qie)面積和(he)足夠的(de)(de)CVN吸收能(neng)是管(guan)體的(de)(de)一個(ge)基本(ben)特征,在輸(shu)(shu)(shu)氣(qi)管(guan)線中它能(neng)避免脆性(xing)斷(duan)裂擴(kuo)展(zhan),并控制延性(xing)斷(duan)裂的(de)(de)擴(kuo)展(zhan)。


  由于材(cai)料自身強(qiang)韌(ren)性(xing)的矛盾(dun),以及管線(xian)鋼厚度增(zeng)(zeng)加(jia)帶(dai)來技術難度的增(zeng)(zeng)加(jia),使得管線(xian)鋼管每增(zeng)(zeng)加(jia)一(yi)個鋼級(ji)或壁厚增(zeng)(zeng)加(jia)一(yi)毫米,都要攻克(ke)一(yi)系列的技術難題。


  21世紀(ji)以來,以我國西氣東(dong)(dong)輸(shu)二(er)線建設為標志,X80管(guan)(guan)線鋼(gang)(gang)/管(guan)(guan)的(de)研(yan)發應用快速發展(zhan)。2006年,在中(zhong)石油(you)集(ji)團公司(si)的(de)推動下,原華北石油(you)第(di)一(yi)機(ji)械廠(chang)巨(ju)龍鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)公司(si)聯(lian)合國內(nei)鋼(gang)(gang)廠(chang)開(kai)(kai)始研(yan)制(zhi)西氣東(dong)(dong)輸(shu)二(er)線X80管(guan)(guan)線鋼(gang)(gang)及(ji)直(zhi)(zhi)縫(feng)(feng)埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)管(guan)(guan),經(jing)過鋼(gang)(gang)廠(chang)和(he)制(zhi)管(guan)(guan)企業(ye)的(de)持續努(nu)力(li)和(he)卓(zhuo)有(you)成(cheng)效的(de)工作,攻克了(le)一(yi)系列的(de)技術難題(ti),成(cheng)功(gong)(gong)開(kai)(kai)發出(chu)了(le)西氣東(dong)(dong)輸(shu)二(er)線X80φ1219mmx22mm直(zhi)(zhi)縫(feng)(feng)埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)管(guan)(guan),焊(han)(han)管(guan)(guan)滿足(zu)-10℃條件按下母(mu)材(cai)夏比(bi)沖(chong)擊(ji)功(gong)(gong)單值最小(xiao)140J、平(ping)均(jun)值最小(xiao)180J以及(ji)焊(han)(han)縫(feng)(feng)及(ji)熱影響區夏比(bi)沖(chong)擊(ji)功(gong)(gong)單值最小(xiao)60J、平(ping)均(jun)值最小(xiao)80J的(de)要求,母(mu)材(cai)0℃條件下DWTT剪切面積率平(ping)均(jun)大于85%,并(bing)大規(gui)模應用于西氣東(dong)(dong)輸(shu)二(er)線工程(cheng)。2007-2008年,巨(ju)龍鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)公司(si)聯(lian)合國內(nei)寶鋼(gang)(gang)、沙鋼(gang)(gang)、鞍鋼(gang)(gang)等鋼(gang)(gang)鐵企業(ye)同時開(kai)(kai)展(zhan)了(le)26.4mm、27.5mm及(ji)33mm寬厚板及(ji)厚壁(bi)直(zhi)(zhi)縫(feng)(feng)埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)管(guan)(guan)單根試制(zhi)工作,最早試制(zhi)出(chu)了(le)國內(nei)X80鋼(gang)(gang)級φ1219mm×26.4/27.5/33mm 直(zhi)(zhi)縫(feng)(feng)埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)管(guan)(guan)。


  2009年,26.4mm厚規格鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)及鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)技術獲(huo)得突破,X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)ф1219mm×26.4mm直縫(feng)(feng)埋(mai)(mai)弧焊(han)管(guan)(guan)(guan)實現(xian)批(pi)量穩(wen)定生產,DWTT剪(jian)切面積滿足標準規定的(de)(de)0℃條(tiao)件下平均不低(di)(di)于75%的(de)(de)要(yao)求,并應用于西氣東(dong)輸(shu)二(er)線(xian)及后續的(de)(de)西氣東(dong)輸(shu)三(san)線(xian)工程中。2012年,針對中亞C線(xian)的(de)(de)需求,渤(bo)海裝備所屬(shu)巨龍公(gong)司與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)廠合作開發出(chu)了X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji) ф1219mmx27mm 直縫(feng)(feng)埋(mai)(mai)弧焊(han)管(guan)(guan)(guan),0℃條(tiao)件下的(de)(de)DWTT剪(jian)切面積率達到不低(di)(di)于85%的(de)(de)要(yao)求。2014年,針對規劃的(de)(de)陜(shan)京四線(xian)、新粵(yue)浙管(guan)(guan)(guan)道等提(ti)出(chu)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)Φ1219mmx33mm鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)及直縫(feng)(feng)焊(han)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)需求,該公(gong)司聯合國(guo)內(nei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)企(qi)業成功開發出(chu)了項目(mu)所需的(de)(de)X80φ1219mm×33mm直縫(feng)(feng)埋(mai)(mai)弧焊(han)管(guan)(guan)(guan),各項性能指(zhi)標滿足標準要(yao)求,這也是目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)最大壁厚的(de)(de)X80抗延(yan)性斷裂直縫(feng)(feng)埋(mai)(mai)弧焊(han)管(guan)(guan)(guan)。


  為(wei)滿足日益增長(chang)的(de)天(tian)(tian)然(ran)氣(qi)需求(qiu)(qiu),我(wo)國在(zai)陸續建(jian)成了(le)西(xi)氣(qi)東(dong)(dong)輸(shu)二線、三線等X80鋼(gang)級、口(kou)徑φ1219mm、單管(guan)(guan)年(nian)(nian)(nian)輸(shu)氣(qi)量(liang)300億立方(fang)米的(de)天(tian)(tian)然(ran)氣(qi)管(guan)(guan)道(dao)的(de)基礎上(shang),擬開發建(jian)設口(kou)徑更(geng)大(da)、輸(shu)氣(qi)量(liang)更(geng)大(da)的(de)天(tian)(tian)然(ran)氣(qi)管(guan)(guan)道(dao)。2012年(nian)(nian)(nian),中石油啟動了(le)第(di)三代大(da)輸(shu)量(liang)管(guan)(guan)道(dao)用鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)研(yan)發,其中X80φ1422mm鋼(gang)管(guan)(guan)作為(wei)最具技(ji)術可(ke)行性的(de)技(ji)術方(fang)案備受重視(shi)。國內鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)、制(zhi)管(guan)(guan)企(qi)業(ye)開始(shi)投入大(da)量(liang)人力(li)物(wu)力(li)開展科研(yan)攻關(guan),逐一(yi)攻克(ke)技(ji)術難關(guan)。2014年(nian)(nian)(nian)5月,中俄雙方(fang)有關(guan)企(qi)業(ye)簽署了(le)總價值超過(guo)4000億美元、年(nian)(nian)(nian)供氣(qi)量(liang)380億立方(fang)米、期限長(chang)達(da)30年(nian)(nian)(nian)的(de)中俄東(dong)(dong)線天(tian)(tian)然(ran)氣(qi)購銷合(he)同(tong)。為(wei)滿足年(nian)(nian)(nian)輸(shu)氣(qi)量(liang)380億立方(fang)米的(de)要求(qiu)(qiu),我(wo)國在(zai)中俄東(dong)(dong)線上(shang)首次計(ji)劃(hua)采用X80鋼(gang)級Φ1422mm×25.7/30.8mm厚壁直縫埋(mai)弧焊(han)管(guan)(guan)鋼(gang)管(guan)(guan)。


  與(yu)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級ф1219mm管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)相(xiang)比,中(zhong)俄東(dong)(dong)線(xian)(xian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)口徑更大,壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)更大。如西氣東(dong)(dong)輸二(er)線(xian)(xian)二(er)類(lei)地區采用的(de)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級ф1219mm直縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)為(wei)22mm,三類(lei)地區壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)為(wei)26.4mm;中(zhong)俄東(dong)(dong)線(xian)(xian)二(er)類(lei)地區X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級ф1422mm直縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)增(zeng)(zeng)加到(dao)了(le)(le)(le)25.7mm,三類(lei)地區壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)增(zeng)(zeng)加到(dao)了(le)(le)(le)30.8mm。無論從鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)徑還(huan)是(shi)(shi)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou),中(zhong)俄東(dong)(dong)線(xian)(xian)均創我國(guo)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)之最,在世界(jie)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)史上都是(shi)(shi)一個標(biao)志(zhi)性的(de)工(gong)程(cheng),僅有俄羅斯已建的(de)巴浦年柯沃-烏恰管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)參(can)數與(yu)中(zhong)俄東(dong)(dong)線(xian)(xian)接近。管(guan)(guan)徑、壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)同時增(zeng)(zeng)加帶(dai)來了(le)(le)(le)技術(shu)方面(mian)的(de)巨(ju)大挑戰。板(ban)(ban)寬(kuan)、板(ban)(ban)厚(hou)(hou)(hou)增(zeng)(zeng)加,使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)制造過(guo)程(cheng)軋制壓縮比降低,影響晶粒細化(hua)效果(guo);厚(hou)(hou)(hou)度(du)(du)增(zeng)(zeng)加后還(huan)會引起心部冷(leng)(leng)卻速度(du)(du)降低以(yi)及(ji)厚(hou)(hou)(hou)度(du)(du)方向的(de)冷(leng)(leng)卻均勻性,這些都會對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)的(de)性能產(chan)生不利影響,尤其是(shi)(shi)要保證(zheng)至少-15攝氏度(du)(du)下鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)的(de)DWTT剪切面(mian)積達(da)到(dao)平(ping)均值85%的(de)要求難度(du)(du)更大。另外,板(ban)(ban)寬(kuan)增(zeng)(zeng)加對(dui)(dui)板(ban)(ban)型控制,管(guan)(guan)徑、壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)的(de)增(zeng)(zeng)加對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)幾何尺寸、焊(han)接質量控制等,都面(mian)臨巨(ju)大的(de)挑戰。經(jing)過(guo)國(guo)內鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵企(qi)(qi)業(ye)、焊(han)管(guan)(guan)企(qi)(qi)業(ye)的(de)共同攻(gong)(gong)關(guan),攻(gong)(gong)克了(le)(le)(le)上述(shu)的(de)關(guan)鍵技術(shu),成功實現(xian)了(le)(le)(le)中(zhong)俄東(dong)(dong)線(xian)(xian)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級ф1422mm×25.7/30.8mm寬(kuan)厚(hou)(hou)(hou)板(ban)(ban)及(ji)直縫埋弧焊(han)管(guan)(guan)和(he)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級ф1422mm×21.4mm/22mm熱(re)軋卷(juan)板(ban)(ban)及(ji)螺(luo)旋埋弧焊(han)管(guan)(guan)的(de)批量生產(chan)供貨(huo)。尤其是(shi)(shi)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)級φ1422mmx30.8mm鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),整體性能穩定性、合(he)格率超出了(le)(le)(le)預期。