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在以往的无缝管线管标准中,如API 5L(美国石油协会标准)制定的无缝管线管的 强度为X80(屈服强度下限为555MPa),几乎没有强度更高的无缝管线管的实用例子。一般说来,随着强度的提高,会担心母材及圆周焊接部的韧性会下降。因此,为使母材同时达到高强度、高韧性和具有良好的圆周焊接性,必须开发新的钢管材质。另外,顶张力立管起着将井口和海上平台直接连接起来,保护生产流体流通管子的作用,因此要求其必须具有抵御海浪和海潮冲击的抗疲劳特性。为解决上述问题,新日铁开发了管线管和上升管用X90-X100高强度无缝钢管。 新日铁开发的的高强度可焊接的X90-X100无缝管线管通过合金设计既确保了母材强度,又确保了韧性,同时通过降低C含量改善了焊接部韧性,因此满足了包括圆周焊接性在内的性能要求。 钢管的外径和壁厚分别为323.9mm和20.0mm。为评价圆周焊接部的特性,对整个焊接金属部进行了拉伸试验、维氏硬度试验、CVN试验和CTOD试验。试验表明,在HAZ中看成不到明显的硬化。
厚壁无缝钢管的生产方法 大致分为斜轧法(孟内斯曼法)和挤压法。 斜轧法(孟内斯曼法)是先用斜轧辊将管坏穿孔,然后用轧机将其延伸。这种方法生产速度快,但对管坯的可加工性要求较高,主要适用于生产碳素钢和低合金钢管。 挤压法则是用穿孔机将管坯或钢锭穿孔,再用挤压机挤压成钢管,这种方法比斜轧法效率低,适用于生产高强度合金钢管。 斜轧法和挤压法都必须先将管坯或钢锭加热,生产的厚壁16mn无缝钢管称为热轧管。用热加工法生产的钢管有时候可根据需要再进行冷加工。冷加工有两种方法:一种是冷拔法,就是将16mn厚壁无缝钢管通过拔管模拉拔,使钢管逐渐变细、伸长;另一种方法是冷轧法,它是将孟内斯曼兄弟发明的热轧机应用于冷加工中的方法。16mn厚壁无缝钢管的冷加工,可以提高钢管的尺寸精度和加工光洁度,改善材质的机械性能等。