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焊管WELDED PIPE AND TUBE第44卷第1期2021年1月Vol.44 No.1Jan. 2021X80钢级囟1 422 mmx38・5 mm 大壁厚 直缝埋弧焊管的开发及性能研究*刘 斌V ，韦 奉V,赵 勇",牛 辉V ，王 琴3(1.宝鸡石油钢管有限责任公司 钢管研究院，陕西宝鸡721008；*基金项目：国家重点研发计划项目野特宽幅X80低温管线钢钢板制造技术”（项目编号2017YFB0304902）。
2.国家石油天然气管材工程技术研究中心，陕西宝鸡721008；3.中国石油西部管道公司，乌鲁木齐830000)摘 要：针对大壁厚直缝焊管的技术要求，通过对焊接、扩径等制造工艺的研究，开发出了 X80钢 级椎1 422 mmx38.5 mm 直缝埋弧焊管，并掌握了 “钢板-钢管”的性能变化规律。
对焊管进行性能 检验，结果表明，焊管管体屈服强度平均值为619~643 MPa ，抗拉强度平均值为692~701 MPa ，屈 强比平均值为0.89~0.92，-22益时DWTT 剪切面积平均值为90%~94%； -10益时管体冲击功平均值为401 J ，焊缝冲击功平均值为165 J ，热影响区冲击功平均值为294J 。
其各项性能均满足Q/SY XG0120.4—2019《西气东输四线天然气管道工程用X80级直缝埋弧焊管技术条件》和《D1 422 mmx 38.5 mm 管材单炉试制程序及要求》的要求。
这将为该焊管产品后续工业化生产提供技术支撑。
关键词：X80；大壁厚；大直径；直缝埋弧焊管中图分类号：TG445文献标识码：A DOI : 10.19291/ki.1001-3938.2021.01.001Development and Performance Study ofX80 椎1 422 mmx38.5 mm Thick Wall SAWL PipeLIU Bin 1 2, WEI Feng 1 2, ZHAO Yong 1 2, NIU Hui 1 2, WANG Qin 3(1. Steel Pipe Research Institute, Baoji Petroleum Steel Pipe Co., Ltd., Baoji 721008, Shaanxi , China; 2. Chinese NationalEngineering Research Center for Petroleum and Natural Gas Tubular Goods, Baoji 721008, Shaanxi, China;3. Petrochina West Pipeline Company, Urumchi 830000, China )Abstract: According to the technical requirements of thick wall submerged arc welded longitudinal (SAWL) pipe , the X80 椎1 422 mm x38.5 mm SAWL pipe was developed through the research on the welding, expansion and other manufacturingprocesses. Moreover, changing rules of mechanical performance of plate -pipe have been mastered. Through the performance test ofwelding pipe , results showed that the average yield strength of welded pipe is between 619~643 MPa, the average tensile strengthis between 692~701 MPa, the average yield ratio is between 0.89~0.92, and the average DWTT shear area is between 90%~94% at-22 益.The average impact energy of welded pipe is 401 J at -10 益，the average impact energy of weld is 165 J, and the average impact energy of HAZ is 294 J. Various performance indicators can meet requirements of Q/SY XG 0120.4——2019 TechnicalSpecifications for X80 SAWL Line Pipes Used in Fourth West-east Gas Pipeline Project and Single Furnace Trial ProductionProcedures and Requirements of D1 422 mmx38.5 mm Line Pipe . It can provide technical support for the subsequent industrialproduction of the welded pipe.Key words: X80； thick wall ； large diameter ； SAWL pipeHAN GUAN・1焊管2021年第44卷0前言我国天然气产业目前已进入快速发展阶段，市场需求也迈入快速增长阶段，预计2025年天然气消费量将达到4500亿m3/a,需要输送的天然气流量越来越大。
国内X80管线钢的发展及研究方向大口径、高压输送及采用高钢级管材是国际管道工程发展的一个重要趋势，国际上X80高钢级管材的生产技术已经成熟，并得到了较大的发展和成功应用。
近年来，国内石油与冶金行业联合攻关，相继成功开发了符合质量技术要求的x80热轧板卷、宽厚钢板及X80螺旋缝埋弧焊管和直缝埋弧焊管，实施X80管线钢应用工程的条件已经成熟。
为确保X80管道的安全可靠性，在借鉴国际上先进成功经验的基础上，应进一步加强X80管线钢的应用基础研究和相关技术攻关。
一、油气管道及高钢级管材的发展作为一种经济、安全、不间断的长距离输送石油和天然气的工具，油气输送管道在近四十年取得了巨大发展。
目前，全世界石油、天然气管道的总长度已超过230万公里，并以每年2万-3万公里的速度增加。
在近10年内，我国已建成陕京管线、涩宁兰管线、兰成渝管线以及西气东输管线等十几条重大长输管线，预计今后10-15年内，我国共需各类油气输送干线用钢管约1000万吨。
随着管道输送压力的不断提高，油气输送钢管也相应迅速向高钢级发展。
20世纪60年代一般采用X52钢级，70年代普遍采用X60-X65钢级，近年来以X70为主。
X80也已开始大量使用。
在国外，如德国、加拿大、日本和意大利在X80乃至更高钢级管线钢的研究应用方面已经有很多实践经验。
世界著名的大石油公司积极开展X80及X80以上钢级管道钢的开发和应用研究：德国Ruhr Gas公司在1992和1993年采用Europipe生产的X80钢管分别建成了两条100多公里的输气管道。
加拿大Trans Canada管道公司（TCPL）一直积极推动高钢级管道钢的应用，X80钢管已成功应用到几条管线中，其中包括Alberta省北部永久冻土地区管线，2002年TCPL在加拿大建成了一条管径1219mm、壁厚14.3mm的X100钢级的1公里试验段，同年，新版CSZ245-1-2002首次将Grade690（X100）列入加拿大国家标准。
西气东输二线工程将采用的是X80管线钢，与西气东输一线采用的X70管线钢相比，强度增加14%，投资可降低10%，可节约钢材14%以上，从而使这条举世瞩目的天然气管道成为中国石油履行社会责任的节约工程、高效工程和责任工程。
到目前为止，全世界采用X80管线钢建设的天然气管道不过2000千米，而且基本上都属于短距离输气管道，在大口径、大输量的西气东输二线，中国石油之所以敢为天下先采用X80管材钢，是因为我国的管材研究和生产通过西气东输一线等大型管线的建设已经积累了丰富的经验，并且步入世界先进行列，而X80钢级管线钢在我国也已经进行了若干年的前期研究并建设了7.8公里的试验管线，为西气东输二线采用X80管线钢打下了坚实的基础。
中国石油天然气集团公司管材研究所（以下简称管材所）作为一个技术支持单位，一个蓬勃向上的集体，正是这个研究开发大军中的一员，它是基础研究转化为实际生产力的重要枢纽，不断为管线决策和实施提供强有力的技术支持。
责任背后的压力对于我国的能源供应来说，“西气东输二线工程”和与之相连的“中亚管线工程”的兴建无疑是件大好事，而对管材所来说，却是一种责任和压力。
因为要建设如此规模的管道工程，首先要确定的是管线用钢。
西气东输二线管径达1219毫米，主干线长度达4860千米，支干线长度达2840千米，输气压力达10至12兆帕。
在设计前期，对钢级的争论一直是一个焦点。
经过分析，管材所认为，如果采用X70管线钢，那么管壁的厚度将比西气东输一线三分之一，这么厚的钢板将使钢板生产企业的制造难度加大，同时生产质量控制的难度也将加大，而且相应的对钢管生产设备要求和能力也要增加，不利于实现钢管的国产化。
同时钢板壁厚的增加会带来其他诸如管件和弯管等制造难度的加大。
采用X70的难度并不比X80小甚至更大。
更重要的是，如果采用X70钢，在达到同样强度的前提下，整个管线耗费的钢材将比采用X80高强度管线钢增加14%，投资也将随之增加，这与国家“节约能源资源”的基本国策相悖。
x80钢本构参数
X80钢是一种高强度管线钢，其最小屈服值（MPa）为555。
此外，X80钢的性能要求还包括抗拉强度、屈强比、焊缝和热影响区的最小平均冲击韧性以及落锤撕裂试验剪切面积百分数等。
在材料科学中，钢的性能与其化学成分密切相关。
X80管线钢的典型化学成分包括碳（C）和合金元素，其中C的含量应不超过0.2%，合金元素的含量应在3～5%的范围内。
除了化学成分，X80管线钢的性能还受到制造工艺的影响，如控轧控冷工艺，它可以通过定量、预定程序地控制热轧钢的形变参数、终轧温度以及冷却时的轧制工艺，从而获得最佳的细化晶粒和第二相均匀分布的组织状态，有效地改善钢的性能。
以上是关于X80钢本构参数的一些基本信息，具体参数可能会因生产工艺和具体应用而有所不同。
如果您需要更详细的信息，建议直接咨询相关的材料科学家或工程师。
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