管线钢的开发速度加快 , 20 世纪 80 年代 , X70 级 管线钢逐渐引入工程建设中 , 90 年代 , X80 级管 线钢开始投入试用 。 1996 年 , 美国埃克森美孚公 司与日本新日铁公司 、 住友公司签订了 X120 级 管线钢联合开发协议 , 2001 年成功开发出具有高 止裂韧性的 X120 级管线钢 , 并于 2004 年进行了 示范段的敷设 。目前 , JFE 公司也已经完成了高 强度 X120 级管线钢的开发 。
Production Summar iza tion of JAPAN P ipelin e Steel w ith H igh Strength
Chen Yan,MAO Yan 2li
( Technology Infor m a tion R esea rch Institu te of A ngang Technology Cen ter, A nshan 114009, L iaon ing, Ch ina)
0 前 言
管线钢在原油和天然气输送中起着重要的作 用 。随着管道在寒冷地区和深海敷设 , 对其所使 用的钢管性能要求愈来愈严格 。为了满足这些要 求 ,日本生产高强度管线钢的主要钢铁企业 — — — ( ) ( 新日铁公司 NSC 、 JFE 公司以及住友公司 S M I) 充分利用钢铁联合企业的优越性 , 完成了对各种 高强度管线用钢的生产技术开发 , 并取得了用户 的信赖 。
1 016 17. 5 914. 4 15. 1 914. 4 19
X80 JFE X100 X120
纵 横 纵 横 纵 横
581 584 735 850 750 906
734 752 886 890 920 934 23 19 29 18
10. 1
79 78 83 96 0 - 30
271 262 263 0 - 25 100 85
金属公司开发的高韧性技术 。 表 2 新日铁 、 JFE公司高强度 、 抗大变形性能管线钢化学成分
公司 新 日 铁
JFE
%
Ceq 0. 41 0. 60 0. 46 Pcm 0. 17 0. 22 0. 19 0. 21
钢级
X80 X100 低 C X100 中 C X120 X80 X100 X120
新 日 铁
・66・
焊 管 2009 年
续表
钢管尺寸 拉伸试验 夏比冲击试验 落锤撕裂试验
3月
公司
钢级
外径 / 壁厚 / 方 屈服强度 / 抗拉强度 / 伸长 均匀伸 屈强 试验 冲击 试验 剪切 mm mm 向 MPa MPa 率 / % 长率 / % 比 / % 温度 / ℃ 功 /J 温度 / ℃面)
w (Mn)
w ( P)
w ( S)
w (Nb)
w ( Ti)
其他元素
N i,Mo,Mg N i, Cu, Cr,Mo, V N i, Cu,Mo Mo, B , N i, Cu, Cr N i, Cu,Mo N i, Cu,Mo Mo,无 B
0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.
Abstract: Through introduction of development situation, p rocess status and all kinds of p ipeline steel w ith high strength characteristics, as well as p roduction and app lication. The conclusion showed Japanese main steel marker en2 terp rises such as NSC, JFE and S M I had established mechanic of p ipeline steel p roduction course from steel making, steel rolling to p ipe manufacture, to boost research by p roduction. Their p ipeline steel development orientation w ith high strength, heavy wall thickness, anti2transfor mation and resistance to acid corrosion, the strength of ocean p ipeline steel and resistance to acid corrosion steel have achieved X70, the top strength of p ipeline steel w ith good anti2trans2 for mation characteristic have reached X120. Key words: Japan; p ipeline steel w ith high strength; p rocess situation; p roduction app lication
4. 0 4. 8
82 97
3. 2 高强度 、 耐酸管线钢
铸坯中心偏析及表面裂纹技术 , 并与其开发出的 控制轧制和 Super - OLAC 技术结合在一起 , 成功 开发出 X70 级耐酸管线钢 。新日铁 、 住友和 JFE 公司耐酸管线钢的化学成分见表 4, 新日铁公司 耐酸管线钢管的力学性能见表 5, JFE 公司耐酸管 线钢管的力学性能见表 6, 住友金属公司耐酸管 线钢管的力学性能见表 7。
表 3 新日铁 、 JFE公司高强度 、 抗大变形性能管线钢管力学性能
公司 钢管尺寸 拉伸试验 夏比冲击试验 落锤撕裂试验 外径 / 壁厚 / 方 屈服强度 / 抗拉强度 / 伸长 均匀伸 屈强 试验 冲击 试验 剪切 mm mm 向 MPa MPa 率 / % 长率 / % 比 / % 温度 / ℃ 功 /J 温度 / ℃面积 / % 纵 567 730 33 11. 0 78 0 211 0 100 610 13. 9 横 592 758 33 11. 0 78 - 40 200 - 20 94 X80 纵 539 650 39 6. 1 83 - 20 255 0 100 1 067 19. 1 横 560 669 38 7. 9 84 - 40 232 - 20 93 纵 696 820 20 5. 1 85 - 10 212 - 10 96 X100 低 C 762 19. 1 横 799 856 19 5. 0 93 - 30 197 - 20 84 纵 632 785 19 6. 7 81 - 10 242 - 10 100 762 14. 3 横 694 794 21 7. 3 87 - 40 205 - 20 100 X100 中 C 纵 632 772 23 7. 0 82 - 10 250 0 93 1 321 22. 9 横 719 803 24 7. 6 90 - 30 222 - 20 82 X120 1 219 19 纵 865 945 31 90 - 30 335 -5 75 钢级
表 1 日本三大钢铁公司高强度管线钢的生产工艺
公司 新 日 铁 生产技术
( 1) KIP 技术 (向钢包内钢水喷粉来生产低硫钢的高效二次精 炼技术 ,通过调整钢包内渣的成分获得超低 S含量 ) ( 2) 板坯轻压下技术 ( 3) 控制轧制技术 (N I C) +连续在线控制冷却技术 ( CLC - μ) (1) 采用低 Si铁 ,在铁水预处理炉中采用无渣炼钢法提高钢的 纯净度 ( 2) 控制轧制技术 +超级在线加速冷却技术 ( Super - OLAC) , 并与在线热处理工艺 ( HOP) 相结合 ( 1) 采用高纯净钢技术 ,降低 P, S和 N 等杂质 ( 2) 住友控轧技术 ( SSC) +动态加速冷却技术 (DAC) , 水冷停 止温度低于 400 ℃
第 32 卷第 3 期 陈 妍等 : 日本高强度管线钢生产概述
・65・
体变化情况如图 1 所示 。实际上 , 日本三大钢铁 公司所开发的管线钢有各自的工艺路线 , 具体见 表 1。
3 日本开发的各种高强度管线钢及其特点
3. 1 高强度 、 高变形性能管线钢
管线敷设的环境条件不断发生变化 , 特别是 在地震地区和不连续冻土地区 , 除了要求高强度 之外 ,还要求管线钢具有抗大变形性能 。一般来 说 ,强度级别越高 , 抗大变形性能越低 , 这使高强 度 X100 级管线钢的使用受到了限制 。因此 , 新 日铁公司 、 JFE 公司相继开发出了既具有高强度 又具有抗大变形性能的 X100 和 X120 级管线钢 。 各级别高强度 、 抗大变形性能管线钢的化学成分
其他技术
HTUFF技术、 FEA 精 密成型技术、 高精度 制管技术 EW EL 技术 , 提高了 大线能量焊接的 HAZ韧性 SHT技术 、 焊接部位 超声波探伤技术
JFE
住友 金属
注:
HTUFF — 新日铁开发的提高厚板 HAZ韧性技术 ; EW EL —JFE开发的提高厚板 HAZ韧性技术 ; SHT— 住友
0. 04 0. 04 0. 04
含有
0. 04 0. 02
0. 0. 0. 0.
01 01 01 02
含有 含有
0. 22
注 : Ceq = C +M n /6 + (N i + Cu) /15 + (Cr +Mo +V ) /5
Pcm = C + Si/30 + (M n + Cu + Cr) /20 +N i/60 +Mo /15 +V /10 + 5B
06 03 06 04 06 07 06
0. 26 0. 20 0. 22 0. 20 0. 20 0. 15