提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)輸(shu)(shu)量、降低成(cheng)本是油氣(qi)(qi)(qi)管(guan)(guan)道(dao)建(jian)設持續追求(qiu)的(de)目標,而提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)鋼級(ji)(ji)、增大壁(bi)厚是提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)輸(shu)(shu)量、降低成(cheng)本的(de)有(you)效途徑,這也(ye)推動(dong)了國內外(wai)高(gao)(gao)(gao)鋼級(ji)(ji)、大口(kou)徑、大厚壁(bi)鋼管(guan)(guan)的(de)研發和應用(yong)。為了保證管(guan)(guan)道(dao)安全性(xing),要求(qiu)油氣(qi)(qi)(qi)輸(shu)(shu)送鋼管(guan)(guan)具有(you)與鋼級(ji)(ji)及輸(shu)(shu)送壓力(li)所匹配的(de)止裂韌(ren)性(xing)。鋼級(ji)(ji)越高(gao)(gao)(gao)、輸(shu)(shu)送壓力(li)越大,所需(xu)的(de)止裂韌(ren)性(xing)越高(gao)(gao)(gao);并(bing)且要求(qiu)DWTT斷口(kou)具有(you)足(zu)(zu)夠的(de)剪切(qie)面(mian)積(API等標準規定平均值至少(shao)85%)。同(tong)時具有(you)足(zu)(zu)夠的(de)剪切(qie)面(mian)積和足(zu)(zu)夠的(de)CVN吸收能是管(guan)(guan)體(ti)的(de)一(yi)個基本特征,在輸(shu)(shu)氣(qi)(qi)(qi)管(guan)(guan)線中它能避免脆性(xing)斷裂擴展,并(bing)控制(zhi)延性(xing)斷裂的(de)擴展。


  由于材料自身強(qiang)韌性的(de)矛(mao)盾,以及管(guan)(guan)線鋼(gang)厚(hou)度增(zeng)(zeng)加(jia)帶來技術難度的(de)增(zeng)(zeng)加(jia),使得管(guan)(guan)線鋼(gang)管(guan)(guan)每增(zeng)(zeng)加(jia)一(yi)個鋼(gang)級或壁厚(hou)增(zeng)(zeng)加(jia)一(yi)毫米,都要攻克一(yi)系(xi)列(lie)的(de)技術難題。


  21世紀以(yi)來,以(yi)我國(guo)西(xi)(xi)氣東輸二(er)(er)線建(jian)設為標志,X80管(guan)(guan)(guan)線鋼(gang)(gang)(gang)/管(guan)(guan)(guan)的研(yan)發應用快(kuai)速發展。2006年,在中石(shi)油集團公(gong)司(si)的推動下(xia),原(yuan)華北石(shi)油第一(yi)機械廠(chang)巨(ju)龍鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)公(gong)司(si)聯合國(guo)內(nei)鋼(gang)(gang)(gang)廠(chang)開(kai)(kai)始研(yan)制(zhi)(zhi)西(xi)(xi)氣東輸二(er)(er)線X80管(guan)(guan)(guan)線鋼(gang)(gang)(gang)及直(zhi)縫埋(mai)(mai)(mai)弧(hu)焊管(guan)(guan)(guan),經過鋼(gang)(gang)(gang)廠(chang)和(he)制(zhi)(zhi)管(guan)(guan)(guan)企(qi)業的持(chi)續(xu)努力(li)和(he)卓有(you)成效的工作(zuo)(zuo),攻(gong)克了(le)(le)一(yi)系列的技術難題,成功(gong)開(kai)(kai)發出了(le)(le)西(xi)(xi)氣東輸二(er)(er)線X80φ1219mmx22mm直(zhi)縫埋(mai)(mai)(mai)弧(hu)焊管(guan)(guan)(guan),焊管(guan)(guan)(guan)滿足-10℃條件按下(xia)母(mu)材(cai)夏比沖擊(ji)功(gong)單值最(zui)小140J、平均值最(zui)小180J以(yi)及焊縫及熱影響區夏比沖擊(ji)功(gong)單值最(zui)小60J、平均值最(zui)小80J的要求,母(mu)材(cai)0℃條件下(xia)DWTT剪切(qie)面積(ji)率平均大于85%,并(bing)大規(gui)模(mo)應用于西(xi)(xi)氣東輸二(er)(er)線工程(cheng)。2007-2008年,巨(ju)龍鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)公(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(deng)鋼(gang)(gang)(gang)鐵企(qi)業同(tong)時開(kai)(kai)展了(le)(le)26.4mm、27.5mm及33mm寬厚(hou)板(ban)及厚(hou)壁直(zhi)縫埋(mai)(mai)(mai)弧(hu)焊管(guan)(guan)(guan)單根試制(zhi)(zhi)工作(zuo)(zuo),最(zui)早試制(zhi)(zhi)出了(le)(le)國(guo)內(nei)X80鋼(gang)(gang)(gang)級φ1219mm×26.4/27.5/33mm 直(zhi)縫埋(mai)(mai)(mai)弧(hu)焊管(guan)(guan)(guan)。


  2009年(nian)(nian),26.4mm厚規(gui)(gui)格鋼板及鋼管技術獲得突破,X80鋼級ф1219mm×26.4mm直(zhi)縫(feng)埋(mai)(mai)弧焊(han)(han)管實(shi)現批量穩定生產(chan),DWTT剪切面積(ji)滿足標(biao)準(zhun)規(gui)(gui)定的(de)(de)0℃條件下(xia)(xia)平均不低于(yu)75%的(de)(de)要求,并(bing)應(ying)用于(yu)西(xi)氣東輸二線(xian)(xian)及后續(xu)的(de)(de)西(xi)氣東輸三線(xian)(xian)工程中(zhong)。2012年(nian)(nian),針對(dui)中(zhong)亞(ya)C線(xian)(xian)的(de)(de)需(xu)求,渤海裝備所(suo)屬巨(ju)龍公(gong)(gong)司與鋼廠合作開(kai)(kai)發(fa)(fa)出(chu)了X80鋼級 ф1219mmx27mm 直(zhi)縫(feng)埋(mai)(mai)弧焊(han)(han)管,0℃條件下(xia)(xia)的(de)(de)DWTT剪切面積(ji)率達(da)到不低于(yu)85%的(de)(de)要求。2014年(nian)(nian),針對(dui)規(gui)(gui)劃(hua)的(de)(de)陜京(jing)四線(xian)(xian)、新粵浙管道等提(ti)出(chu)X80鋼級Φ1219mmx33mm鋼板及直(zhi)縫(feng)焊(han)(han)管的(de)(de)需(xu)求,該公(gong)(gong)司聯合國內鋼板企業(ye)成功開(kai)(kai)發(fa)(fa)出(chu)了項目所(suo)需(xu)的(de)(de)X80φ1219mm×33mm直(zhi)縫(feng)埋(mai)(mai)弧焊(han)(han)管,各項性能指標(biao)滿足標(biao)準(zhun)要求,這也是目前國內最大壁(bi)厚的(de)(de)X80抗延(yan)性斷裂直(zhi)縫(feng)埋(mai)(mai)弧焊(han)(han)管。


  為滿足日益增長的(de)(de)天(tian)然(ran)氣(qi)需求(qiu),我國(guo)在(zai)陸續建成了西氣(qi)東輸二(er)線、三線等(deng)X80鋼(gang)級、口徑φ1219mm、單管(guan)年(nian)(nian)輸氣(qi)量(liang)300億(yi)立方(fang)(fang)米的(de)(de)天(tian)然(ran)氣(qi)管(guan)道的(de)(de)基(ji)礎上,擬開發(fa)(fa)建設口徑更大(da)(da)、輸氣(qi)量(liang)更大(da)(da)的(de)(de)天(tian)然(ran)氣(qi)管(guan)道。2012年(nian)(nian),中石油啟動了第(di)三代大(da)(da)輸量(liang)管(guan)道用(yong)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)研發(fa)(fa),其中X80φ1422mm鋼(gang)管(guan)作(zuo)為最具技術(shu)可行性的(de)(de)技術(shu)方(fang)(fang)案備受重(zhong)視。國(guo)內鋼(gang)鐵企業(ye)、制管(guan)企業(ye)開始(shi)投入大(da)(da)量(liang)人力物力開展(zhan)科研攻關(guan),逐一(yi)攻克技術(shu)難關(guan)。2014年(nian)(nian)5月,中俄(e)雙方(fang)(fang)有(you)關(guan)企業(ye)簽署了總價(jia)值超過4000億(yi)美元、年(nian)(nian)供氣(qi)量(liang)380億(yi)立方(fang)(fang)米、期限長達(da)30年(nian)(nian)的(de)(de)中俄(e)東線天(tian)然(ran)氣(qi)購(gou)銷合(he)同。為滿足年(nian)(nian)輸氣(qi)量(liang)380億(yi)立方(fang)(fang)米的(de)(de)要求(qiu),我國(guo)在(zai)中俄(e)東線上首(shou)次計劃采用(yong)X80鋼(gang)級Φ1422mm×25.7/30.8mm厚壁直縫埋弧焊(han)管(guan)鋼(gang)管(guan)。


  與(yu)(yu)X80鋼(gang)級ф1219mm管(guan)(guan)道相比,中(zhong)俄(e)(e)東線(xian)鋼(gang)管(guan)(guan)口徑更(geng)大(da),壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)更(geng)大(da)。如(ru)西氣東輸二線(xian)二類(lei)地(di)區(qu)采用的(de)(de)X80鋼(gang)級ф1219mm直縫(feng)(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)為(wei)22mm,三類(lei)地(di)區(qu)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)為(wei)26.4mm;中(zhong)俄(e)(e)東線(xian)二類(lei)地(di)區(qu)X80鋼(gang)級ф1422mm直縫(feng)(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)增(zeng)加到(dao)了(le)(le)25.7mm,三類(lei)地(di)區(qu)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)增(zeng)加到(dao)了(le)(le)30.8mm。無(wu)論從鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)徑還(huan)是(shi)(shi)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou),中(zhong)俄(e)(e)東線(xian)均(jun)創我國(guo)(guo)管(guan)(guan)道之最(zui),在世界管(guan)(guan)道史上都(dou)是(shi)(shi)一個標志性(xing)(xing)的(de)(de)工程,僅有俄(e)(e)羅斯(si)已建(jian)的(de)(de)巴浦年柯(ke)沃-烏恰管(guan)(guan)道參數與(yu)(yu)中(zhong)俄(e)(e)東線(xian)接近。管(guan)(guan)徑、壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)同(tong)時增(zeng)加帶來了(le)(le)技術方面的(de)(de)巨大(da)挑(tiao)戰(zhan)。板寬(kuan)、板厚(hou)(hou)增(zeng)加,使鋼(gang)板制(zhi)(zhi)造過(guo)程軋制(zhi)(zhi)壓(ya)縮比降(jiang)低(di),影響(xiang)(xiang)晶(jing)粒細化(hua)效果(guo);厚(hou)(hou)度(du)增(zeng)加后還(huan)會引起心部冷(leng)卻速(su)度(du)降(jiang)低(di)以(yi)及(ji)厚(hou)(hou)度(du)方向的(de)(de)冷(leng)卻均(jun)勻性(xing)(xing),這些(xie)都(dou)會對(dui)鋼(gang)板的(de)(de)性(xing)(xing)能產生(sheng)不(bu)利(li)影響(xiang)(xiang),尤其(qi)是(shi)(shi)要保證至(zhi)少-15攝(she)氏度(du)下鋼(gang)板的(de)(de)DWTT剪切(qie)面積達到(dao)平均(jun)值85%的(de)(de)要求難度(du)更(geng)大(da)。另外,板寬(kuan)增(zeng)加對(dui)板型控制(zhi)(zhi),管(guan)(guan)徑、壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)的(de)(de)增(zeng)加對(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)幾何(he)尺寸、焊接質量控制(zhi)(zhi)等(deng),都(dou)面臨(lin)巨大(da)的(de)(de)挑(tiao)戰(zhan)。經過(guo)國(guo)(guo)內鋼(gang)鐵企(qi)業、焊管(guan)(guan)企(qi)業的(de)(de)共(gong)同(tong)攻關,攻克了(le)(le)上述的(de)(de)關鍵(jian)技術,成功實現了(le)(le)中(zhong)俄(e)(e)東線(xian)X80鋼(gang)級ф1422mm×25.7/30.8mm寬(kuan)厚(hou)(hou)板及(ji)直縫(feng)(feng)埋弧焊管(guan)(guan)和(he)X80鋼(gang)級ф1422mm×21.4mm/22mm熱軋卷(juan)板及(ji)螺(luo)旋埋弧焊管(guan)(guan)的(de)(de)批(pi)量生(sheng)產供貨。尤其(qi)是(shi)(shi)X80鋼(gang)級φ1422mmx30.8mm鋼(gang)管(guan)(guan),整體(ti)性(xing)(xing)能穩定性(xing)(xing)、合(he)格率(lv)超(chao)出了(le)(le)預期。