李鹤林宝鸡钢管厂报告-2008106.ppt

地震中地层及管道应变的粗略估算值 地震水平 地层应变 管道应变 中规模地震 ~0.1% ~ 0.05% 大规模地震 ~0.4% ~0.2% 地层侧向运动 ~2% 0.9~1.2% 地层断层运动 不连续变位 1.4~1.6% * （3）许用应变（极限应变） 的确定 许用应变可以根据拉伸、压缩、弯曲等实验，或者有限元分析确定。 实验结果 有限元分析结果 屈曲应变 尽管屈曲后管线并不会马上破坏，但一般要求管线不能发生屈曲变形，所以屈曲应变可以作为管线的许用应变的临界值。 * 日本规划建设的库页岛至本州南端的输气管道也采用“应变设计准则”，钢管为X80钢级，规定的许用张力应变为4％。 * 加拿大北部麦肯奇(Mackenzie Delta)天然气外输管道和从阿拉斯加北坡至加拿大的天然气长输管道均为X80钢级，由于在冻土带运行(后一条管线还通过8级地震区)，也均采用“应变设计准则”,对许用张力应变和弯曲应变都有规定。 * 抗大变形管线钢的开发与应用 抗大变形管线钢能够承受比较大的变形，相应的在组织、性能上提出了一些要求，同时也有一些特点。 基于应变的设计对管线及管线钢的要求 由于管线要承受比较大的应变，相应地要求管线钢具有良好的变形能力，对其力学性能也提出了新的要求： 管线力学性能及其均匀性 热影响区软化 焊缝匹配 屈强比较低 应变强化指数较高 延伸率较高 应力应变关系曲线无屈服平台 应变时效需控制 管线管几何缺陷 缺陷容许尺寸 应变历史 合适的D/t 影响管线应变容限的因素： 可作为抗大变形管线钢的材料 综上所述，抗大变形材料的管线钢在满足一定强度和韧性要求下，追求高塑性，组织上可采用双相或多相组织状态，硬相如MA，可以保证足够的强度，而软相如：铁素体，可以提供足够塑性。 目前可以作为抗大变形管线钢的材料有： JFE的NK-HIPER（铁素体＋贝氏体） JFE的HOP-HIPER（贝氏体＋MA） 新日铁的TOUGH-ACE（铁素体＋贝氏体） 针状铁素体钢（针状铁素体＋多边形铁素体＋MA） 以前 现在 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0 50 100 150 200 位移, cm ε/ε 普通管 NK-HIPER管 局部挠曲 ?/?b 应变比与PGD ( 地层横向运动) 野島断層（兵庫県南部地震） 应变比与断层运动的关系 ( 断层滑移 ) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0 50 100 150 200 b 位移 (cm) X65, 600A, 14.3wt 普通管 NK-HIPER管 局部挠曲 ?/?b 低匹配条件下，应变仅为1.2％时，焊缝部位已出现明显应变集中，而高匹配条件下，当应变为2.0％时焊缝部位仍未出现明显的应变集中。 低匹配 高匹配 环焊缝影响 美国爱迪生焊接研究所2004年8月发表的研究报告《管道的应变设计（Strain-based Design of Pipeline）》指出，如果焊缝热影响区的强度比母材低10％，则热影响区的应变集中系数可以高达9，这是很危险的。 我国石油钢管制造业发展迅速，油井管和油气输送管（包括钢板和板卷）已经达到了很高的自给率，覆盖了API标准的所有钢级和规格。我国的钢铁企业、制管企业和研究机构正在不懈地努力开发更多的钢管品种，为用户提供更好的服务。 2002～2007年，我国油井管的自给率（国产化率）一直徘徊在85％左右。根据本报告介绍的天钢、宝钢、西姆莱斯、衡钢、攀成钢等油井管骨干企业的新产品研发情况，我国油井管的自给率理应达到95％左右。以过去进口油井管最多的塔里木油田为例，近3年，他们积极行动，将国内外油井管骨干企业的产品引入油田油井管市场，油井管国产化率由2006年的38％提高到2007年的84％，今年到目前已达94％（《中国石油报》9月11日报导）。 近10年来，我国油气输送管的自给率平均值达90％左右。再过二、三年，可以接近或达到100％。 * 四、 结 语 * 在高性能石油钢管方面国内外正在深入研究的课题 油井管方面： 全面达到IRP标准的SS-105抗硫钻杆； SS-135及更高强度抗硫钻杆； 高强度低温钻杆； V140及更高钢级高韧性套管（包括ERW焊管）； 125SS及更高钢级抗硫套管（包括ERW焊管）； 超级高抗挤套管（ERW） 膨胀套管（ERW）； 连续管（ERW）； 油气输送管方面： X90、X100、X120高强韧性管线钢； X80及更高钢级低温管线钢； 抗HIC和SSCC管线钢（包括ERW焊管）； 以耐蚀合金为衬里的冶金结合双金属复合管； 抗大变形管线钢； 抗应变时效管线钢； * 1 *