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深海管线用X70厚壁管线钢的组织及性能分析

牛爱军;罗卓辉;毕宗岳;牛辉;黄晓辉;刘海璋

【摘要】Throughanalysisofdeep-seapipelineserviceconditions,it

summarizedthetechnicalcharacteristicsofdeep-seapipelinesteel,and

showedthathighstrength,heavywallthicknessandsmalldiameter-

thicknessratioarethedevelopmenttrendfordeep-seapipelinesteelpipe.

ByusinghighMn,lowCandNb,Timicro-alloyingcompositiondesign,and

TMCPprocess,theX70pipelinesteelwith36.5mmthicknessusedindeep-

seapipelinewasdeveloped.Themainmicrostructureoffullthickness

consistsofuniformfineacicularferriteandasmallnumberofM/Aisland.

Theyieldstrengthofsteelplatearrives480~550MPa,theyield

ratio≤0.82,theimpactenergyover410Jat-20℃,thefiberfracturerateis

100%ofhorizontalandverticalDWTT,whichachievesgoodmatchingwith

highstrength,lowyieldratio,hightoughnessandexcellentdynamictear

resistanceatlowtemperature.%通过对深海管线服役工况的分析，总结了深海

用管线钢的技术特点，表明高强度、大壁厚、小径厚比管线钢管是深海用管线钢管

的发展趋向。通过采用低C高Mn，Nb和Ti微合金化的成分设计和TMCP工艺

控制，开发出了深水用X70钢级、厚壁36.5mm管线钢，其全壁厚组织以均匀细

小的针状铁素体＋少量M/A岛为主。对钢板进行了实物力学性能测试，测试结果

显示：屈服强度480～550MPa，屈强比≤0.82，-20℃下冲击功410J以上，横

向和纵向DWTT断口纤维率为100%，该深海管线用X70厚壁管线钢达到高强度、

低屈强比、高韧性和优良低温抗动态撕裂能力的良好匹配。

【期刊名称】《焊管》

【年(卷),期】2014(000)010

【总页数】6页(P5-10)

【关键词】深海管线用钢;X70钢;大壁厚;热机械控制工艺(TMCP);微观组织;力学性

能

【作者】牛爱军;罗卓辉;毕宗岳;牛辉;黄晓辉;刘海璋

【作者单位】国家石油天然气管材工程技术研究中心，陕西宝鸡721008;宝鸡石

油钢管有限责任公司钢管研究院，陕西宝鸡721008;中国石油天然气集团公司，

北京100007;国家石油天然气管材工程技术研究中心，陕西宝鸡721008;宝鸡石

油钢管有限责任公司钢管研究院，陕西宝鸡721008;国家石油天然气管材工程技

术研究中心，陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院，陕西

宝鸡721008;国家石油天然气管材工程技术研究中心，陕西宝鸡721008;宝鸡石

油钢管有限责任公司钢管研究院，陕西宝鸡721008;国家石油天然气管材工程技

术研究中心，陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院，陕西

宝鸡721008

【正文语种】中文

【中图分类】TG113

0前言

海洋油气储量丰富，勘探发现有近50%来自深水，因此，资源开发向海洋、尤其

是深海进军已成必然趋势[1]，深海油气勘探开发技术已成为当前全球能源领域研

究的热点问题[2]。

随着能源开发逐渐从陆地走向海洋甚至深海，要求油气输送管线钢管具有可靠性高、

强度高、韧性好（特别是低温冲击韧性和止裂韧性好）、