浅谈管线钢的性能要求

浅谈管线钢的性能要求

作者：崔四芳

来源：《科学与财富》2014年第11期

摘 要：本论文介绍了管线钢的性能要求：高强度、高韧性、良好的焊接性；然后又按管线钢内部的组织对管线钢进行分类分析，使对管线钢的认识更加清晰，为以后管线钢的制造提供了参考。

关键词：管线钢；高强度；高韧性；组织结构；性能要求

1. 管线钢的性能

高强度。加大管道直径，增加管道工作压力是提高管道运输效率的有力措施，也是油气管道发展的基本方向。管径增大和输送压力提高均要求管材有较高的强度。目前管线钢的强度已由最初的295～360MPa（相当于API标准的X42～X52级管线钢）提高到526～703MPa（相当于X80～X100级管线钢）， 而现在X120、X130级管线钢也在开发之中。随着钢等级的提高，屈强比增高，如Alliance管线的X70钢要求σsΠσb≤0.93，实际测定为0.91，我国的“西气东输”用管线钢要求σsΠσb≤0.90。高屈强比表明钢的应变硬化能力降低，使 管线抗侧向弯曲能力降低。应变硬化能力对于在土质不稳定区、不连续区及地震带铺设的管线钢是很重要的。 高韧性。随着高寒地带油气田的开发，对输送管的低温韧性要求日益增高。韧性是管线钢的重要性能之一，它包括冲击韧性和断裂韧性等。由于韧性的提高受到强度的制约，因此管线钢生产常常采用晶粒细化的强韧化手段，既可以提高强度又能提高韧性，另外，钢中杂质元素和夹杂物对管线钢的韧性具有严重的危害性，因此，降低钢中有害元素含量并进行夹杂物变性处理是提高韧性的有效手段。

焊接性。钢材良好的可焊性对保证管道的整体性和野外焊接质量也至关重要。对评价可焊性的指标“碳当量”，各个国家有不同的计算公式和要求。近年来，美国Amoco公司针对一些管道焊缝撕裂事故， 提出了更为严格的控制指标 ，即碳当量（Ce）与裂纹敏感系数（Pcm）两个指标的合格界限是： Ce≤0.35%（C≥0.12%）；Pcm≤0.20%（C

抗氢致裂纹和硫化物应力腐蚀断裂

氢致裂纹是由腐蚀生成的氢原子进入 钢后，聚集在的界面上，沿着碳、锰和磷偏析的异常组织扩展或沿着带状珠光体和铁素体 间的相界扩展，当氢原子结合成氢分子，导致在轧制过程中产生裂纹。 硫化物应力腐蚀是在H2S和腐蚀介质及酸性离子等作用下生成的氢原子经钢表面进入内部，富集后产生沿垂直于拉伸力方向扩展而开裂。硫化物应力腐蚀断裂易造成突发性灾难事故。

2. 管线钢的分类