提高(gao)輸量(liang)、降低成本(ben)是(shi)油氣管(guan)(guan)道建設持續追求的(de)(de)目標,而提高(gao)鋼(gang)級(ji)(ji)(ji)、增大(da)壁厚是(shi)提高(gao)輸量(liang)、降低成本(ben)的(de)(de)有(you)(you)效途(tu)徑(jing),這也推動了國內外高(gao)鋼(gang)級(ji)(ji)(ji)、大(da)口(kou)徑(jing)、大(da)厚壁鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)研(yan)發和應用。為了保證(zheng)管(guan)(guan)道安全性(xing),要求油氣輸送(song)(song)鋼(gang)管(guan)(guan)具有(you)(you)與鋼(gang)級(ji)(ji)(ji)及輸送(song)(song)壓力所匹配的(de)(de)止裂韌性(xing)。鋼(gang)級(ji)(ji)(ji)越(yue)高(gao)、輸送(song)(song)壓力越(yue)大(da),所需(xu)的(de)(de)止裂韌性(xing)越(yue)高(gao);并且要求DWTT斷(duan)口(kou)具有(you)(you)足(zu)夠(gou)的(de)(de)剪切(qie)面積(ji)(API等標準(zhun)規定平(ping)均值(zhi)至少85%)。同時具有(you)(you)足(zu)夠(gou)的(de)(de)剪切(qie)面積(ji)和足(zu)夠(gou)的(de)(de)CVN吸收(shou)能是(shi)管(guan)(guan)體的(de)(de)一個基本(ben)特征,在輸氣管(guan)(guan)線中它能避免(mian)脆(cui)性(xing)斷(duan)裂擴展(zhan),并控(kong)制延性(xing)斷(duan)裂的(de)(de)擴展(zhan)。


  由于材料(liao)自身強韌性(xing)的(de)矛盾,以及管線鋼厚(hou)(hou)度(du)增加(jia)(jia)帶來技術難度(du)的(de)增加(jia)(jia),使得管線鋼管每增加(jia)(jia)一(yi)個鋼級或壁厚(hou)(hou)增加(jia)(jia)一(yi)毫(hao)米,都要攻克一(yi)系列的(de)技術難題。


  21世紀以(yi)來,以(yi)我國(guo)西(xi)氣東輸(shu)二(er)(er)線(xian)建設為(wei)標志(zhi),X80管(guan)線(xian)鋼(gang)(gang)(gang)/管(guan)的(de)(de)研(yan)發應用快速發展。2006年,在(zai)中石油(you)集團公(gong)(gong)司(si)的(de)(de)推動下,原華北石油(you)第一機械廠(chang)(chang)巨龍鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)公(gong)(gong)司(si)聯合國(guo)內(nei)鋼(gang)(gang)(gang)廠(chang)(chang)開始研(yan)制(zhi)(zhi)西(xi)氣東輸(shu)二(er)(er)線(xian)X80管(guan)線(xian)鋼(gang)(gang)(gang)及直縫埋弧焊管(guan),經過(guo)鋼(gang)(gang)(gang)廠(chang)(chang)和制(zhi)(zhi)管(guan)企(qi)業的(de)(de)持(chi)續努力和卓有成(cheng)效的(de)(de)工作,攻(gong)克了(le)一系(xi)列的(de)(de)技術難題,成(cheng)功開發出(chu)了(le)西(xi)氣東輸(shu)二(er)(er)線(xian)X80φ1219mmx22mm直縫埋弧焊管(guan),焊管(guan)滿(man)足-10℃條件按下母(mu)材夏比沖(chong)擊功單值(zhi)(zhi)最(zui)小140J、平(ping)均(jun)值(zhi)(zhi)最(zui)小180J以(yi)及焊縫及熱影響區夏比沖(chong)擊功單值(zhi)(zhi)最(zui)小60J、平(ping)均(jun)值(zhi)(zhi)最(zui)小80J的(de)(de)要求,母(mu)材0℃條件下DWTT剪切(qie)面積率平(ping)均(jun)大(da)(da)于85%,并大(da)(da)規(gui)模(mo)應用于西(xi)氣東輸(shu)二(er)(er)線(xian)工程。2007-2008年,巨龍鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)公(gong)(gong)司(si)聯合國(guo)內(nei)寶鋼(gang)(gang)(gang)、沙(sha)鋼(gang)(gang)(gang)、鞍鋼(gang)(gang)(gang)等鋼(gang)(gang)(gang)鐵企(qi)業同時開展了(le)26.4mm、27.5mm及33mm寬厚板及厚壁直縫埋弧焊管(guan)單根試制(zhi)(zhi)工作,最(zui)早試制(zhi)(zhi)出(chu)了(le)國(guo)內(nei)X80鋼(gang)(gang)(gang)級φ1219mm×26.4/27.5/33mm 直縫埋弧焊管(guan)。


  2009年,26.4mm厚(hou)規格(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板及鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)技術(shu)獲(huo)得突(tu)破,X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)ф1219mm×26.4mm直(zhi)縫(feng)(feng)埋(mai)弧焊管(guan)實現批量穩定(ding)生產,DWTT剪切面(mian)積滿足(zu)標準規定(ding)的(de)(de)(de)(de)0℃條件下(xia)(xia)平均(jun)不(bu)(bu)低(di)于(yu)75%的(de)(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu),并應用于(yu)西氣東輸二線及后續的(de)(de)(de)(de)西氣東輸三線工程中。2012年,針(zhen)對中亞C線的(de)(de)(de)(de)需(xu)(xu)求(qiu)(qiu),渤海(hai)裝備所屬巨龍公司與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)廠合(he)作開發出(chu)了X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji) ф1219mmx27mm 直(zhi)縫(feng)(feng)埋(mai)弧焊管(guan),0℃條件下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)DWTT剪切面(mian)積率達到不(bu)(bu)低(di)于(yu)85%的(de)(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)。2014年,針(zhen)對規劃(hua)的(de)(de)(de)(de)陜京四線、新(xin)粵(yue)浙管(guan)道(dao)等提(ti)出(chu)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)Φ1219mmx33mm鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板及直(zhi)縫(feng)(feng)焊管(guan)的(de)(de)(de)(de)需(xu)(xu)求(qiu)(qiu),該公司聯合(he)國(guo)內鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板企業成功開發出(chu)了項目(mu)所需(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)X80φ1219mm×33mm直(zhi)縫(feng)(feng)埋(mai)弧焊管(guan),各項性(xing)能指標滿足(zu)標準要求(qiu)(qiu),這(zhe)也是目(mu)前國(guo)內最大壁(bi)厚(hou)的(de)(de)(de)(de)X80抗(kang)延性(xing)斷(duan)裂直(zhi)縫(feng)(feng)埋(mai)弧焊管(guan)。


  為(wei)滿(man)足日(ri)益(yi)增長(chang)的(de)(de)(de)天然氣(qi)需(xu)求,我(wo)國(guo)在陸續(xu)建(jian)成了(le)西氣(qi)東(dong)輸(shu)二線、三(san)線等X80鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)、口徑φ1219mm、單管(guan)(guan)年(nian)(nian)輸(shu)氣(qi)量300億立(li)方(fang)米(mi)的(de)(de)(de)天然氣(qi)管(guan)(guan)道的(de)(de)(de)基(ji)礎上,擬開發建(jian)設口徑更大、輸(shu)氣(qi)量更大的(de)(de)(de)天然氣(qi)管(guan)(guan)道。2012年(nian)(nian),中(zhong)(zhong)石油啟動了(le)第三(san)代大輸(shu)量管(guan)(guan)道用鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)研(yan)發,其中(zhong)(zhong)X80φ1422mm鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)作為(wei)最具技術可(ke)行性的(de)(de)(de)技術方(fang)案備受重視。國(guo)內(nei)鋼(gang)(gang)(gang)鐵企業(ye)、制管(guan)(guan)企業(ye)開始投入大量人(ren)力(li)物力(li)開展科研(yan)攻關(guan)(guan),逐一(yi)攻克技術難(nan)關(guan)(guan)。2014年(nian)(nian)5月,中(zhong)(zhong)俄雙方(fang)有關(guan)(guan)企業(ye)簽署(shu)了(le)總價值(zhi)超過4000億美元、年(nian)(nian)供氣(qi)量380億立(li)方(fang)米(mi)、期(qi)限長(chang)達30年(nian)(nian)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)俄東(dong)線天然氣(qi)購銷合同。為(wei)滿(man)足年(nian)(nian)輸(shu)氣(qi)量380億立(li)方(fang)米(mi)的(de)(de)(de)要求,我(wo)國(guo)在中(zhong)(zhong)俄東(dong)線上首(shou)次計劃采用X80鋼(gang)(gang)(gang)級(ji)Φ1422mm×25.7/30.8mm厚壁直縫埋弧焊(han)管(guan)(guan)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)。


  與(yu)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)ф1219mm管(guan)(guan)(guan)道(dao)相比,中(zhong)(zhong)俄(e)(e)東線鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)口徑更(geng)大(da),壁厚(hou)(hou)更(geng)大(da)。如西氣東輸二線二類(lei)地區采用的(de)(de)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)ф1219mm直縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)壁厚(hou)(hou)為22mm,三類(lei)地區壁厚(hou)(hou)為26.4mm;中(zhong)(zhong)俄(e)(e)東線二類(lei)地區X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)ф1422mm直縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)壁厚(hou)(hou)增(zeng)加(jia)到了25.7mm,三類(lei)地區壁厚(hou)(hou)增(zeng)加(jia)到了30.8mm。無(wu)論從鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)徑還(huan)是(shi)(shi)壁厚(hou)(hou),中(zhong)(zhong)俄(e)(e)東線均(jun)(jun)(jun)創我國管(guan)(guan)(guan)道(dao)之最,在世界管(guan)(guan)(guan)道(dao)史上(shang)都(dou)是(shi)(shi)一(yi)個標(biao)志性(xing)的(de)(de)工程,僅有俄(e)(e)羅斯已建(jian)的(de)(de)巴浦年(nian)柯沃(wo)-烏恰管(guan)(guan)(guan)道(dao)參數(shu)與(yu)中(zhong)(zhong)俄(e)(e)東線接近。管(guan)(guan)(guan)徑、壁厚(hou)(hou)同時增(zeng)加(jia)帶來了技術方面(mian)的(de)(de)巨(ju)大(da)挑戰。板(ban)寬、板(ban)厚(hou)(hou)增(zeng)加(jia),使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)制造過程軋(ya)(ya)制壓縮比降(jiang)低,影(ying)響晶(jing)粒細化效(xiao)果(guo);厚(hou)(hou)度(du)增(zeng)加(jia)后還(huan)會引起心部冷卻速度(du)降(jiang)低以及厚(hou)(hou)度(du)方向的(de)(de)冷卻均(jun)(jun)(jun)勻性(xing),這些都(dou)會對鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)的(de)(de)性(xing)能產(chan)生不利(li)影(ying)響,尤(you)其是(shi)(shi)要保(bao)證至少(shao)-15攝氏度(du)下鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)的(de)(de)DWTT剪切面(mian)積達到平(ping)均(jun)(jun)(jun)值85%的(de)(de)要求難度(du)更(geng)大(da)。另外,板(ban)寬增(zeng)加(jia)對板(ban)型控(kong)制,管(guan)(guan)(guan)徑、壁厚(hou)(hou)的(de)(de)增(zeng)加(jia)對鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)幾何尺寸、焊接質(zhi)量控(kong)制等,都(dou)面(mian)臨巨(ju)大(da)的(de)(de)挑戰。經過國內(nei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵企業、焊管(guan)(guan)(guan)企業的(de)(de)共同攻關,攻克了上(shang)述的(de)(de)關鍵技術,成功實現了中(zhong)(zhong)俄(e)(e)東線X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)ф1422mm×25.7/30.8mm寬厚(hou)(hou)板(ban)及直縫埋弧焊管(guan)(guan)(guan)和X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)ф1422mm×21.4mm/22mm熱軋(ya)(ya)卷板(ban)及螺旋埋弧焊管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)批量生產(chan)供貨。尤(you)其是(shi)(shi)X80鋼(gang)(gang)(gang)(gang)級(ji)φ1422mmx30.8mm鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan),整體性(xing)能穩定性(xing)、合格率超(chao)出了預期(qi)。