综述管线钢指用于输送石油、天然气等的大口径焊接钢管用热轧卷板或宽厚板。
管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能。
随着石油、天然气消费量的增长，其输送的重要性显越发突出，尤其是长距离输送。
而提高输送效率，提高输送的经济效益就要通过加大输送管道口径，提高输送压力来解决。
从而提高了对高级别、高性能管线钢的需求。
国外高级别管线钢呈现强劲的发展趋势，从20世纪70年代初期X65管线钢开始投入使用，80年代X70级管线钢逐渐被引入工程建设，1985年API标准中增加了X80钢级，随后X80开始部分在一些管线工程中使用，并很快就投入到X100和X120管线钢的开发试制工作。
有关X100最早的研究报告发表于1988年，通过大量工作已形成很好的技术体系。
高级别管线钢概述我国管道建设正处于大力发展阶段，因此管线钢的发展也非常迅速。
20世纪50~70年代管线钢主要采用A3钢和16Mn钢；70年代后期和80年代采用从日本进口的TS52K钢（相当于X52级钢）；90年代，管线钢主要采用的X52、X60、X65级热轧板卷主要由宝钢和武钢生产供应。
“八五”期间成功研制和开发了X52~X70级高韧性管线钢，并逐步得到广泛应用。
西气东输工程采用了X70级管线钢并逐渐向X80过度。
国内管线钢生产技术现状分析由于市场要求单管输气量不断提高。
我国早期四川、西北地区的天然气管道采用X52及以下钢级、426mm以下管径的管线钢管，设计年输气量在10亿m3/a以下；陕京一线第一次采用了X60钢级、D660mm管线钢管设计年输量提高到33亿m3/a；西气东输一线采用X70钢级、D1016mm管线钢管，设计年输量提高到170亿m3/a；最近建设的西气东输二线管道，采用X80钢级、D1219 mm管线钢管，设计年输量提高到300亿m3/a。
这种单管输气量不断提高的趋势仍在持续。
当前国际上新一轮巨型天然气长输管道，单管输气量将达到450亿-500亿m3/a的水平。
干线一般采用X80钢级，具有输送距离长、采用更高工作压力和大管径输送的特点。
一个具有代表性的项目是正在建设的俄罗斯巴甫年科沃-乌恰天然气管道。
管线长度1100km，采用1420mm管径和K65（类似于X80）钢级，输送压力11.8MPa，单管设计输气量约500亿m3/a，计划于2012年第三季度进行系统调试。
另一个有代表性的项目是拟在北美建设的阿拉斯加北坡天然气外输管道，管道的输送能力约465亿m3/a，管线长度2737km，采用1219mm管径和X80钢级，将阿拉斯加北坡丰富的天然气资源输送到加拿大和北美市场。
我国也已在规划研究未来多条西气东输管道（西三线~西八线）的方案。
包括将单管输气量提高到400亿~500亿m3/a的多种方案都在研究之中。
由于西气东输二线采用的X80钢级、管径1219mm，12MPa工作压力的方案只能达到300亿m3/a的输气能力，要将输气能力进一步提高到400亿-500亿m3/a，只能进一步提高输送压力和管径。
当前管线钢管研究的几个热点问题-王晓香2011年11月随着合金设计、冶炼水平和轧制工艺的发展，具有不同特性、适用于多种条件的管线钢已经生产，它应用了微合金钢发展的一切成果。
铁素体-珠光体组织为第一代微合金管线钢，强度级别X42-X70；针状铁素体管线钢为第二代微合金管线钢，强度级别范围可覆盖X60-X90。
国内管线钢生产技术现状分析对于X80高级别管线钢,由于管道在高压下运行于地理环境复杂、气候条件低寒的地带或海底,长距离运输成分复杂且具有腐蚀性的石油与天然气,故要求该钢具有高强度、高韧性,特别是低温冲击韧性和止裂韧性、抗腐蚀介质氢致裂纹(SCC和HIC)、良好的焊接性能等。
确定合适的合金成分及微合金化方式是研制高级别管线钢的关键。
使用微合金化元素的原则是有效而经济。
综合各元素对钢微观组织和性能的影响、微合金化和复合微合金化的效果及生产成本,考虑到高级别管线钢的性能要求,确定采用的方案为:以低碳2锰2铌系为基础,添加适量的钒、钛、钼、镍、铜和铬等微合金元素,冶炼过程充分应用洁净钢的冶炼技术,从而保证钢质的高纯净度,并在连铸过程采用电磁搅拌、轻压下等技术,保证钢的成分和组织的均匀性。
在钢坯再加热,轧制和轧后冷却过程中,通过合金元素锰、钼的作用抑制先共析铁素体的析出;微合金铌钒钛与碳氮结合,析出碳氮化合物,可提高奥氏体再结晶温度,细化晶粒从而通过沉淀强化提高钢的强度和降低冷脆转变温度,提高低温韧性;铜铬镍可通过固溶强化和细化晶粒提高强度,铜还能促进钝化膜的形成,阻止氢致裂纹的形成。
通过控轧控冷和加速冷却,获得具有高密度位错的针状铁素体组织。
X80管线钢成分设计见表1。
80管线钢试生产流程:铁水预处理→120t顶底复吹转炉(脱磷)→120t顶底复吹转炉(脱碳)→LF精炼→RH精炼→板坯连铸→冷装→1500mm热连轧宽带成材-卷取。
X80管线钢的生产实践-安航航,包燕平,刘建华,崔衡,李四军,王建景(1.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083;2.北京科技大学冶金工程研究院,北京100083;3.莱芜钢铁(集团)公司技术中心,山东莱芜271104)随着经济的不断发展，第三代管线钢的研究已刻不容缓。
第三代管线钢是通过管线钢轧制过程的组织调控，制造出具有一定比例软硬相的双相组织管线钢，在具有高强度和高韧性的同时，又具有较低的屈强比和应变时效倾向。
如日本JFE钢铁公司采用HOP（在线热处理）技术开发的HIPE钢；北京科技大学尚成嘉教授领导的研究团队采用多相组织调控技术开发的第三代低合金钢等。
第三代管线钢具有如下特点•屈服强度可实现平稳控制，屈强比低于0.8，X70级均匀延伸大于10%, 同时具有优良的低温冲击韧性和DWTT性能；•制管冷加工后屈服强度平均只增加20MPa，而抗拉强度增量更加明显（40MPa），有利于对钢管屈强比的控制，表现出优良的抗制管应变性能，能够解决高钢级管线钢应变时效敏感性问题。
•由于第三代管线钢采用了多相组织，其高均匀延伸性质将大大提高钢管抗变形性能，有望在基于应变设计的管线中得到广泛应用。
•第三代多相组织X100管线钢同样具有低屈强比（≤0.8），高强度和高韧性，抗应变时效性能好，均匀延伸高（≥8%）的特点，有利于提高X100管线的安全性。
我国超高强度管线钢的开发始于2006年，巨龙钢管与鞍钢、南钢和宝钢合作先后开发了X100和X120直缝埋弧焊管线钢管；近年来，又有多家钢厂和管厂进行了X100板材和钢管的小量试制，特别是较大壁厚的螺旋焊管少数样本的性能指标接近国外同类产品水平；研究的深度和开发的程度与国外还有很大差距。
特别是对于X100钢管对天然气长输管道适用性的研究几近空白，还未达到试验段建设要求；全尺寸爆破试验也还未开展。
未来的管线钢不仅需要更高的强度和韧性，还须具备较好的塑性和耐酸性腐蚀、应力腐蚀等性能以及更高更全面的性能要求。
具体有以下几点•极低的设计温度下的韧性要求，如-45℃以下的DWTT剪切面积；•输送富气介质要求的高止裂韧性；•输送含H2S、CO2等成分介质的抗腐蚀要求；•通过地震、滑坡及不连续冻土带等恶劣地质灾害区的应变能力；•深水海底管道的抗压溃能力等等；•管线钢管的标准和技术条件更加完善，对管线管的技术要求更全面；•对钢管的力学性能要求更加苛刻；•由于管道钢级和管径、壁厚的不断提高，对保证现场环缝焊接质量和进度的要求更加迫切，要求钢管具有低的碳当量和高可焊性；•同时要求钢管能够适应施工时的冷弯变形。
当前管线钢管研究的几个热点问题-王晓香2011年11月对于X80钢级管线钢来说，采用针状铁素体型组织，通过适当的工艺调整就可以满足强度、韧性和塑性的要求。
抗大变形管线钢是未来管线钢的发展方向之一。
由于中国地理条件的限制和管线钢产品的发展，对基于应变设计管线的需求越来越迫切。
地震侧滑、湿陷性黄土塌陷、沉降、冻胀和冻土融化、自由悬跨的地理条件、海底管线等会使管线产生大量变形，这就使抗大变形管线钢的需求大大提高。
抗大变形管线钢既要有足够的强度，又必须有足够的变形能力，其组织状态一般为包含硬相和软相的双相组织或多相组织。
硬相为管线钢提供必要的强度，软相保证足够的塑性。
酸性环境下使用的管线钢是管线钢系列中质量要求最为严格的品种，因其使用环境的特殊性，对钢的成分设计、冶炼技术、轧制工艺和冶金装备水平均提出十分严格的要求。
一般要求这种管线钢具有超低的S含量，须通过钢水钙处理减少夹杂物，改善夹杂物的形态；通过减少C、P、Mn含量，防止偏析和降低偏析区硬度，并避免出现带状组织，并且通过添加Cu、Ni、Cr等合金元素形成钝化膜，防止氢气的入侵。
此外，在焊管的设计、生产和标准的选用上也与常规的油气管线用钢不同。
因此，应加快酸性环境下使用的输气管线用钢和相关标准的研制与应用。
大直径、高压力、大输送量成为了管道工业发展的一个主要趋势，高钢级管线钢在未来的管道建设中具有广阔的应用前景。
管线钢轧制工艺现在已经成熟应用的有TMCP工艺、HTP工艺、弛豫技术。
几种技术各有长处，应加强工艺优化研究，加大产品开发力度，以最经济的手段生产出高质量的产品。
目前，X80管线钢的金相组织主要为针状铁素体型组织。
这种钢的焊接性能、断裂韧性、抗硫化氢应力腐蚀、抗氢致开裂等方面的性能比铁素体—珠光体型管线钢好得多。
未来的管线用钢将向更高级别、更大输送压力的方向发展。
各企业在开发更高级别管线钢的同时，还应将工作重心放在使X80管线钢的生产工艺和质量更稳定、高效上。
此外，抗大变形、耐酸性腐蚀和抗应力腐蚀等性能也是未来管线钢发展的关注重点，应加强此方面的技术研究。
2011年国内管线钢生产应用现状及前景分析。