X80钢级1422mm大口径管道断裂控制技术

焊管WELDED PIPE AND TUBE第44卷第1期2021年1月Vol.44 No.1Jan. 2021X80钢级囟1 422 mmx38・5 mm 大壁厚 直缝埋弧焊管的开发及性能研究*刘 斌V ，韦 奉V,赵 勇",牛 辉V ，王 琴3(1.宝鸡石油钢管有限责任公司 钢管研究院，陕西宝鸡721008；*基金项目：国家重点研发计划项目野特宽幅X80低温管线钢钢板制造技术”（项目编号2017YFB0304902）。

2.国家石油天然气管材工程技术研究中心，陕西宝鸡721008；3.中国石油西部管道公司，乌鲁木齐830000)摘 要：针对大壁厚直缝焊管的技术要求，通过对焊接、扩径等制造工艺的研究，开发出了 X80钢 级椎1 422 mmx38.5 mm 直缝埋弧焊管，并掌握了 “钢板-钢管”的性能变化规律。

对焊管进行性能 检验，结果表明，焊管管体屈服强度平均值为619~643 MPa ，抗拉强度平均值为692~701 MPa ，屈 强比平均值为0.89~0.92，-22益时DWTT 剪切面积平均值为90%~94%； -10益时管体冲击功平均值为401 J ，焊缝冲击功平均值为165 J ，热影响区冲击功平均值为294J 。

其各项性能均满足Q/SY XG0120.4—2019《西气东输四线天然气管道工程用X80级直缝埋弧焊管技术条件》和《D1 422 mmx 38.5 mm 管材单炉试制程序及要求》的要求。

这将为该焊管产品后续工业化生产提供技术支撑。

关键词：X80；大壁厚；大直径；直缝埋弧焊管中图分类号：TG445文献标识码：A DOI : 10.19291/ki.1001-3938.2021.01.001Development and Performance Study ofX80 椎1 422 mmx38.5 mm Thick Wall SAWL PipeLIU Bin 1 2, WEI Feng 1 2, ZHAO Yong 1 2, NIU Hui 1 2, WANG Qin 3(1. Steel Pipe Research Institute, Baoji Petroleum Steel Pipe Co., Ltd., Baoji 721008, Shaanxi , China; 2. Chinese NationalEngineering Research Center for Petroleum and Natural Gas Tubular Goods, Baoji 721008, Shaanxi, China;3. Petrochina West Pipeline Company, Urumchi 830000, China )Abstract: According to the technical requirements of thick wall submerged arc welded longitudinal (SAWL) pipe , the X80 椎1 422 mm x38.5 mm SAWL pipe was developed through the research on the welding, expansion and other manufacturingprocesses. Moreover, changing rules of mechanical performance of plate -pipe have been mastered. Through the performance test ofwelding pipe , results showed that the average yield strength of welded pipe is between 619~643 MPa, the average tensile strengthis between 692~701 MPa, the average yield ratio is between 0.89~0.92, and the average DWTT shear area is between 90%~94% at-22 益.The average impact energy of welded pipe is 401 J at -10 益，the average impact energy of weld is 165 J, and the average impact energy of HAZ is 294 J. Various performance indicators can meet requirements of Q/SY XG 0120.4——2019 TechnicalSpecifications for X80 SAWL Line Pipes Used in Fourth West-east Gas Pipeline Project and Single Furnace Trial ProductionProcedures and Requirements of D1 422 mmx38.5 mm Line Pipe . It can provide technical support for the subsequent industrialproduction of the welded pipe.Key words: X80； thick wall ； large diameter ； SAWL pipeHAN GUAN・1焊管2021年第44卷0前言我国天然气产业目前已进入快速发展阶段，市场需求也迈入快速增长阶段，预计2025年天然气消费量将达到4500亿m3/a,需要输送的天然气流量越来越大。

天然气集输管网的优化设计研究摘要作为一种珍惜资源，天然气可以为城市及工业提供高品质的燃料及原料。

而长输管道天然气技术管网系统可以为用户输送所需能源。

通常情况下，长输天然气集输管网系统的距离跨度较大，其周围环境相对比较复杂，且因为建设及管理等因素的影响，导致集输管网系统在运行过程中存在诸多的安全隐患，这些隐患对于人们的生命财产安全都会产生一定的威胁。

因此，降低集输管网系统运行中的风险，是长输集输管网优化设计所要考虑的主要问题。

本篇文章从集输管网系统布局优化、设计优化及运行优化三大方面分析了长输天然气集输管网优化的具体内容，以供参考。

关键词长输管道；天然气；集输管网；优化设计1 我国天然气管道发展现状“新疆克拉玛依—独山子”原油管道，是中国首条油气长输管道。

经过管道技术与建设工艺的迅猛发展，境内油气长输管道总里程逐年增大，包括原油、成品油、天然气等长输管道。

天然气“十三五”规划提出，2020年中国干线管道总里程将达到10.4万公里，在2018年底，我国天然气长输管道总里程近7.6万千米。

海气登陆与北气南下等全国油气管线网络逐渐完善，油气供应格局覆盖全国且纵贯南北。

我国长输天然气管道建设，正处于摸索性前进阶段，“陕京一线”是我国首条真正意义上的长输天然气管道。

随后西气东输管道工程投产建成，我国正以平均每年新增4000公里管道里程的速度，以天然气产量年均增长12%的步伐，向新时代天然气工业格局迈进。

尤其是近十年，天然气长输管道总里程快速发展，天然气管道主干线初步形成，包括中贵线、中缅线、西气东输、川气东送等。

2 天然气管道发展趋势2.1 设施改造力度加大在北方地区清洁取暖、冬季天然气保供等工程与会议精神的影响下，中石化与中石油等主要油气企业，加大了基础设施改造力度，各企业所属管道的独立问题逐渐得到解决，使得干线管道互联互通成为了可能，应急保供能力随之提高，如西二线广州末站、管网鳌头分输站的互联。

2018年，鄂—安—沧天然气管道、蒙西煤制气管道等设施互联互通项目建设步伐加速，国内天然气串换与应急调峰等能力随之加强。

高钢级管线钢断裂韧性确定方法研究
骆建武;覃海涛
【期刊名称】《焊管》
【年(卷),期】2009(032)007
【摘要】管线钢管的断裂韧性是进行管道断裂评估的重要参数,而断裂韧性数据的测试较为繁琐.常用的做法是根据管材的冲击韧性与断裂韧性之间的关系式进行估算.利用数理统计方法,基于试验数据样本,建立了X80高钢级管线钢断裂韧性与夏比冲击功之间的经验关系式,并根据统计检验理论,对经验关系式进行了检验.检验结果表明,所建立的经验关系式与样本数据有着高度相关性,与现有的经验公式相比,更适合于X80高钢级管线钢管断裂韧性的确定.
【总页数】5页(P33-37)
【作者】骆建武;覃海涛
【作者单位】西安石油大学,西安,720021;青海油田管道输油处,青海,格尔
木,816000;西安石油大学,西安,720021;青海油田管道输油处,青海,格尔木,816000【正文语种】中文
【中图分类】TG142.1
【相关文献】
1.不同厚度国产X100高钢级管线钢的断裂韧性 [J], 马秋荣;张腾;李鹤;刘小峰
2.高钢级管线钢中锰分析方法研究 [J], 邵晓东;刘养勤;李瑛;李发根;张蕾
3.K60级管线钢低温断裂韧性分析 [J], 张涵;王保华;朱敏
4.高钢级厚壁管线钢低温断裂韧性控制技术研究 [J], 刘清友;贾书君;任毅
5.应用人工神经网络方法确定基于离散内聚力模型下高钢级管线钢的聚合强度和断裂能(英文) [J], 唐正茂;何文涛;解德
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天然气管道工程管道下沟施工技术规范1.1下沟1.1.1《D1422 x80管道吊装下沟施工技术规范》中第4条吊装下沟技术要求：1.1.2 设计《D1422管道线路优化及敷设方式设计技术研究》内容中第1项施工作业带研究内容：1.1.3根据以上资料，可以计算出吊管机距管沟中心线距离管道与沟边距/2+沟上焊设备距中心线距离=上开口宽度设备与管道距离+管道直径+离管沟深放坡系上开口管道与沟边设备与管道设备距中心距离距离数度宽度线距离5.732 0.33 2.6 3.62 1 1.55.797 1 3.75 2.8 0.33 1.56.61211.55.380.672.62.8 0.67 5.65 1.5 1 6.7476.822 2.6 1.5 0.67 1 5.806.9726.12.81.50.6711.1.4 90T吊管机数据参数1.1.5管道理论重量D1422管道分三种壁厚，重量分别为防腐层重量=0.25*3.1416*（(1.422+0.003*2)2-1.4222)*11.7*1600=251.42kgG1=0.25*3.1416*（1.4222-(1.422-0.0214*2)2)*12*7850= 8870.12+251.42=9.12T-(1.422-0.0257*2)21.422（G2=0.25*3.1416*2)*12*7850=10619.73+251.42=10.87TG3=0.25*3.1416*（1.4222-(1.422-0.0308*2)2)*12*7850=12680.67+251.42 =12.93T2.11.1.6吊具重量80T尼龙吊带长8m*25.9kg/m=207kg1.2管道下沟数据分析管道钢级API-5L X80，管径D=1422mm，厚度21.4mm、25.7mm、30.8mm，屈服强度555Mpa，弹性模量206000Mpa，下沟时管道内部压力0.104Mpa，钢管单位长度重量为7.3kn、8.7kn、10.4kn，管道曲率半径495m。

管理及其他M anagement and other国内某钢厂管线钢X80的生产浅析尹小鹏，訾绍学（南京钢铁股份有限公司，江苏 南京 210000）摘 要：利用TMCP工艺生产出管线钢X80，得到的试验钢其屈服强度为577MPa~662 MPa，抗拉强度为719MPa~782MPa，断裂延伸率为23%~29%，-20℃冲击功为182J~204J，均满足GB/T9711-2017的要求。

关键词：TMCP工艺；管线钢；力学性能中图分类号：TE973.3 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2018）06-0186-2开发绿色钢铁工艺技术已经成为钢铁工业发展的主流，其对降低资源和能源消耗、减少排放、改善环境、提高钢材性能、降低成本发挥了重要的作用[1]。

新一代TMCP[2-4]技术是轧制工艺发展的最重要领域之一，在钢铁工业绿色化方面作用突出，近年受到了国家和政府部门高度重视，得到了大力支持。

以超快冷为特征的新一代TMCP技术已经成为获取效益、改善环境、优化生产过程的强力手段，节能减排、降低成本的空间极为广阔，是目前钢铁工业科学发展、转变生产发展方式的重要领域。

随着石油天然气消耗量的不断增加，为保证管道安全及稳定性，对管线钢要求也越来越高，X80管线钢作为目前国内外广泛使用的油气输送管道用钢，失效问题严重，安全事故比例增加并附带较大经济的损失[5]。

为此，对于高质量的X80管线钢的生产仍是行业内的重点研究问题。

1 技术要求与成分设计为了保证X80管线钢良好的焊接性与强韧性，X80管线钢成分设计如表1所示。

采用超低碳及Nb、Mo微合金化的成分设计，配合TMCP控制轧制与控制冷却工艺。

获得以针状铁素体为主的显微组织结构。

超低碳的成分设计可提高钢的塑性、韧性及焊接性能，同时降低冶炼过程中的成分偏析。

但强度方面牺牲较大。

为此，通过合理的微合金化成分设计，产生固溶强化、析出强化可对强度性能进行改善。

其中Mo元素的添加，可促进针状铁素体及M-A岛组织的形成，提高钢的屈服强度及抗拉强度。

中俄东线X80钢级Φ1422mm管道工程设计关键技术应用张振永(中国石油管道局工程有限公司,河北廊坊065000)摘要：为了进一步提升国内油气输送管道建设水平,总结了中俄东线干线北段(黑河—长岭段) X80钢级Φ1422mm管道建设前期的一系列技术攻关以及在工程的设计、材料和施工等方面取得的技术突破和科研成果,包括管道的安全可靠性、管道敷设、高后果区识别及评价、管材和环焊缝的断裂韧性、自动焊应用及无损检测、管道下沟等九个方面的技术应用情况,为今后国内大直径管道设计及施工提供借鉴和指导。

关键词:管道设计;中俄东线;X80钢级;管道敷设;断裂韧性;管道安全可靠性评价中图分类号:TE973文献标识码:B DOI:10.19291/ki.1001-3938.2019.7.007 Application of Key Technologies in Design of X80Φ1422mm Pipeline Engineering of China-Russia East Natural Gas Pipeline ProjectZHANG Zhenyong(China Petroleum Pipeline Engineering Co.,Ltd.,Langfang065000,Hebei,China)Abstract:In order to further improve the construction level of the domestic oil and gas pipelines,a series of technical research in the early stage of X80Φ1422mm pipeline construction in the northern section of the China-Russia East natural gas pipeline (Heihe-Changling section),and technical breakthroughs and scientific research achievements of engineering design,materials and construction are summarized.It includes nine aspects:safety and reliability of pipeline,pipe laying,identification and evaluation of high consequence areas,fracture toughness of pipe and girth weld,application of automatic welding, non-destructive testing,pipeline down ditch,and other applications,which provides the reference and guidance for the design and construction of the large diameter pipelines in China in the future.Key words:pipeline design;China-Russia East Natural gas pipeling project;X80steel grade;pipeline laying;fracture toughness;pipeline safety and reliability evaluation1工程概况中俄东线油气管道是构筑我国四大进口油气通道之一———东北油气战略通道的重要工程,在全国天然气管网布局中具有战略性意义。

精工铸业笃行致远片头1815年，苏格兰诞生了最早的钢管雏形。

1885年，孟内斯曼兄弟发明了由棒钢直接生产无缝管的工艺1923年，钢管焊接技术进入到高频感应焊接法时代1970年，“三八会战”开始，中国管道制造从大庆开始崛起2007年，河北沧州盐山县被冠名“中国管道装备制造基地”，成为我国最大的管道装备制造、研发和产品集散地数百年的产业发展，见证着钢管制造业为人类文明贡献的巨大力量。

根植于河北沧州盐山县，恒通管件有限公司一直以一流的产品质量，丰富的产品品类，不断开拓市场，致力于成为国内长输管道用管道配件的领军企业。

精湛·品质先行长输管道工程在国内虽然起步较晚，但经过近20年来的迅猛发展，我国长输管道工程建设水平已接近世界领先地位，并确定了向大输量和互联互通的发展方向。

目前中俄东线天然气管道工程的技术指标和输送效率居于世界首位，其口径1422mm压力12Mpa并在-45℃环境下裸管运行。

我公司在该工程中是管件与弯管的主供应商，并在长输管道领域持有高端产品绝对的市场占有率。

我公司长输管道用管件与弯管的龙头地位，得益于准确的产品定位、不懈的技术创新、与国家油气输送管道工程长期互信互助的战略合作关系。

早在2002年西气东输一线开始，就致力于高钢级管线产品的国产化研发工作，并一直按照管道工程建设的升级发展需求，及时进行同步尖端产品的技术开发和生产。

精良·彰显细节高钢级管线钢的特性是对碳锰系纯净低碳钢进行微合金化处理，通过控温轧制使材料具备高强度高韧性和良好的可焊性。

廉价的成分体系是被广泛应用的原因，而复杂的控温轧制工艺使管线钢产品存在极大的技术难度，迄今为止管线钢仍只有粗略的成分体系，没有准确的成分标准和对应的热加工参数标准，且长输管道都是高压输送易燃易爆介质，对管道组件有很严格的质量安全要求，这就是管道建设方对管件制造企业入围前进行严格业绩与能力审查的原因。

管线钢管件产品是利用相应钢级的管线用钢板或钢管，通过热加工成型，最后采用适用的调质热处理，使产品整体的各项性能恢复或调整到与管线匹配的状态。

X80高钢级管线钢组织与力学性能张小立【摘要】在所选用的4种X80高钢级管线钢中,经过夏比冲击试验、拉伸试验和屈强比计算,发现其力学性能与其组织有很好的对应性. 研究结果表明,针状铁素体和细小弥散的贝氏体相结合的组织是X80钢的理想组织形貌,该组织可以使得材料的强度达到最高,而屈强比接近于0.85,从而达到强韧性的很好匹配. 该组织的强韧性原理类似于短纤维和颗粒增强复合材料.【期刊名称】《中原工学院学报》【年(卷),期】2010(021)005【总页数】5页(P9-13)【关键词】X80高钢级管线钢;力学性能;显微组织【作者】张小立【作者单位】中原工学院,郑州,450007【正文语种】中文【中图分类】TG142.1随着输气管道输送压力的不断提高，输送钢管也相应地迅速向高性能发展.高性能钢管保证了高压输送的安全性，使管道建设的成本大大降低.管道建成后，管道运营的经济效益更加良好.加拿大的统计分析表明，每提高一个钢级可减少建设成本7%［1］.提高输送压力意味着高效率，是天然气输运技术发展的趋势，但这必须以管道型材的高韧性、高强度作为安全性保障.这就为材料设计提出了更高的要求.目前，钢铁作为传统材料，面临着其他材料的竞争，铝、钛及其合金和塑料逐渐蚕食原本属于钢铁的领地.如果钢铁不想退出竞争，就必须保持成本和价格优势，不断地通过改善钢材内部组织结构，来提高性能、迎接挑战.在西气东输中，我国首次应用了X70级钢管，这是我国管线钢的一大进步，达到了国际水平，但是在管型的选择、材料的组织性能、材料热加工及断裂控制等几个方面遇到了一系列的难题，这些问题的解决对高压油气管线的经济性和安全可靠性至关重要，也是管线顺利建设的前提.目前，国际上X80－X120管线钢，都采用控轧控冷工艺获得优良性能.控轧钢的一个近代发展是控制冷却.轧后引入加速冷却，使γ→α相变温度降低，过冷度增大，从而增大了α的形核率；同时由于冷却速度的增加，阻止或延迟了碳、氮化物在冷却中过早析出，因而易于生成更加弥散的析出物.进一步提高冷却速度，则可形成贝氏体或针状铁素体，进一步改善钢的强韧性.有文献对X70钢的组织与性能已作过较多的研究［1］.本文拟对几个品牌的X80钢的组织与力学性能的对应性进行分析，并对X80高钢级管线钢理想的组织进行描述.试验研究材料包括2个钢级：X70和X80，拥有不同组织且分别购自国内外4个生产厂家，均为管线实际使用管材，或为管线研究开发的管线钢，化学成分见表1和表2.钢管规格：X70为φ1 016mm×21mm，X80为φ1 016mm×17.5mm，均为TMCP技术生产产品.光学金相在适当的放大倍数下，有利于掌握组织特征的全貌，另外，由于高强度管线钢往往组织细小，光镜下不易分辨其细微特征，因而高钢级管线钢的组织与断口分析结合扫描电镜SEM和光学金相.金相样品直接从试验钢板上切取，金相组织观察在MEF4M金相显微镜及图像分析系统上进行，观察面为平行轧向的样品正面，经粗磨、细磨、抛光和3%硝酸酒精腐蚀而成.从试验钢板端部垂直于轧制方向切取冲击样坯，经机床加工成7.5mm×10mm×55mm的夏氏V型缺口冲击试样.在10℃、0℃、－20℃、－40℃、－60℃、－80℃6种温度条件下，分别按照GB2975—82、GB／T229294标准规定，在JB2300B机械式半自动冲击试验机上进行冲击试验.拉伸试样均采用φ12.5mm 的试样，并按ASTM A370—2002标准规定，在MTS810—15自动拉伸试验机上进行.如图1所示，试验钢的冲击韧性随温度的降低而减小，且在10℃～－40℃区间下降趋势较小，在－40℃～－80℃区间下降趋势较大.如图2所示，高钢级管线钢的金相组织是由B（以B粒为主）＋PF＋P组成，其中B（贝氏体）、PF（多边铁素体）、P（珠光体）均为典型的AF组织.为了准确掌握各高钢级管线钢的相组织形态，进一步对其进行了SEM扫描电镜观察，其组织如图3所示.从图3可以看出，X80和X70管线钢的区别在于贝氏体相的多少，在X70管线钢中，很明显贝氏体相要少于X80管线钢，且前者的分布均匀性较后者差；另外，对于1＃和2＃X80管线钢，铁素体形状都显示被拉长，成细条状，呈典型的针状铁素体形貌，而3＃X80和4＃X80的铁素体晶粒呈等轴多边形；在铁素体晶内和晶粒界面处，以上高钢级管线钢都存在由M—A岛构成的贝氏体粒，所不同的是2＃X80和4＃X80的贝氏体粒细小弥散，而1＃X80和3＃X80的贝氏体粒较为粗大，成片状.同以上各X80管线钢相比，3＃X80的贝氏体组织所占比例很高.因而由以上可见，2＃X80应该拥有极佳的力学性能，而3＃X80应该拥有较高的强度和硬度.目前，对于不同种类的高强度钢，分别建立了“形变诱导铁素体相变（DIFT）”、“驰豫析出控制相变（RPC）”和“针状铁素体”3种理论体系.针状铁素体管线钢的形成过程为：低碳微合金管线钢在奥氏体再结晶温度区间粗轧后，在奥氏体未再结晶温度Tnr～Ar3的温度区间进行轧制，或进入Ar3以下的γ＋α两相区进行轧制，终轧后冷却速度控制在10～30℃／s，终轧温度在400～600℃，最终获得超细化的针状铁素体结构.由于各厂家在生产高钢级管线钢的过程中，选择的轧制工艺、冷却速率及最终的热处理工艺不同，致使管线钢形成的针状铁素体晶粒度不同、含量不同［2］.针状铁素体是低碳钢（C＜0.15%）典型的贝氏体组织，由带有高位错密度的板条铁素体晶粒组成，若干铁素体板条平行排列构成板条束，一个奥氏体晶粒可形成很多板条束，板条界为小角度晶界，板条束界面则为大角度晶界.针状铁素体所以具有较高的韧性，是因为裂纹在扩展过程中不断受到彼此咬合、互相交错分布的针状铁素体的阻碍.而弥散分布的贝氏体粒，可以起到细晶强化和韧化的作用［2］.这是因为韧性代表了材料抵抗变形和断裂的能力.由于晶粒细小，外力可以由更多细小的晶粒所承受，晶粒内部和晶界附近的应变度相差小，因而材料受力均匀，应力集中较小，裂纹不易形成.即使产生了裂纹，由于晶粒细小，晶界较多，而且相邻晶粒具有不同的位向，于是当塑性变形或微裂纹由一个晶粒穿越晶界进入另一晶粒时，塑性变形或微裂纹将在晶界处受阻.同时，一旦塑性变形或微裂纹穿过晶界后，滑移方向或裂纹扩展方向发生改变，必然消耗更多的能量.以上因素均促使裂纹形成和扩展的能量提高，即表现为韧性的提高.实际上，由位于晶界的细小弥散贝氏体粒和针状铁素体形成的高钢级管线钢组织，就相当于短纤维增强和颗粒增强的复合材料.短纤维具有使裂纹偏转反射的作用，而位于晶界的硬相—贝氏体粒可以使变形中的位错钉扎，从而使强度进一步提高.关于贝氏体粒是硬相的说法，可见图4所示高钢级管线钢中铁素体相和贝氏体相能谱分析结果.表3所示为高钢级管线钢中各相的元素能谱分析结果.从表3可以看到，在贝氏体中，C、Mn含量都较铁素体中高.Mn具有降低钢液中的氧含量，消除硫的有害影响，从而提高钢的强度和硬度的作用.C是决定钢材性能的最主要元素，C含量高意味着其强度、硬度增高［3］.因而贝氏体中的高C、Mn含量使得贝氏体相拥有较高的强度和硬度，增加组织中的贝氏体含量将使得钢材整体强度和硬度提高.不同高钢级X80管线钢的抗拉强度和屈强比的对比分别见表4和表5.从表4可知，抗拉强度从高到低的顺序为2＃＞1＃＞4＃，这和显微组织的预测结果是一致的；另外，X70管线钢的抗拉强度最低，这和其与上述X80相比较有粗大的晶粒尺寸和较少的贝氏体含量是一致的.而屈强比从高到低的顺序为4＃＞1＃＞2＃（表5）.管线钢管的屈强比（屈服强度与抗拉强度之比）是钢管抵抗破裂的重要参数，它表示了材料从屈服到最后断裂过程中的变形能力［4］.以往世界上各石油公司的天然气管线钢管的技术条件对屈强比的限定值多数在0.85以下，根据此规范只有2＃X80管线钢达到要求.但在管线钢管的强度水平有了很大提高之后，较低的屈强比要求与高强度钢管的发展产生了矛盾.现有的技术规范中，API 5L规定，冷扩径钢管屈强比不允许超过0.93；ISO3183－3规定，钢级低于X52的钢管屈强比不允许超过0.90，钢级超过X52的钢管屈强比不允许超过0.92.EPRG研究表明，在钢管承受内压变形时，环向变形存在一个极限值，该值取决于钢管的屈强比［5］.当屈强比升高时，环向变形极限值下降.环向变形极限值对应于钢管拉伸试验室的均匀伸长率.近年来的技术规范一般按照强度级别规定屈强比的限定值.对X65以上的钢管屈强比的限定值，一般都提高到0.90～0.92.最新的ISO和DNV规范都是如此.根据国外X70管线钢管的实物质量水平，我国西气东输管线的屈强比最大值定为0.90，其中5%的屈强比允许到0.92［6］.若根据此标准，也只有1＃和2＃X80钢符合要求.另外，根据2005年3月1日实施的Q／CNPC107－2005和Q／CNPC105－2005企业标准，对X80螺旋缝埋弧焊钢管用热轧板卷技术条件和热轧钢板技术条件，其屈强比要求为≤0.92，根据此标准，1＃和2＃X80钢全部符合要求，而4＃屈强比接近上限，并且只有部分符合要求.文献［7］也认为当X80管线钢中针状铁素体的比例增多时，材料将获得高的夏比冲击韧性，本文所得结论与其是一致的.然而根据屈强比的定义来看，对于1＃X80钢，由于其组织的针状铁素体和细小弥散贝氏体的形貌，使得该材料强韧性都得到了很好的匹配，因而是高钢级管线钢质量控制和发展的趋势.在X80高钢级管线钢中，针状铁素体和细小弥散的贝氏体相结合的组织是X80钢的理想组织形貌，该组织可以使得材料的强度达到最高，而屈强比接近于0.85，从而达到强韧性的很好匹配.【相关文献】［1］霍春勇.高压天然气高强度管线钢管关键技术研究［D］.西安：西安交通大学，2005.［2］张小立.X80高级管线钢组织图谱［J］.中原工学院学报，2010，21（4）：4－10.［3］李世柳.石油化工厂用钢材性能［J］.石油化工设计，1997，14（3）：58－66.［4］霍春勇，马秋荣，袁鹏斌，等.西气东输管线钢技术条件关键技术指标研究［C］／／.西气东输管道与钢管应用基础及技术研究论文集.北京：石油工业出版社，2004：11.［5］ Sloterdijk W，Nederlandse Casunie N V.Effect of Tensile Properties on the Safety of Pipelines［C］／／.EPRG Anniversary Meeting.Brussels：EPRG，1997：10.［6］王茂棠.西气东输管线用钢、钢管“技术条件”编制中的几个问题及回顾［J］.焊管，2003，26（2）：1－6.［7］ Hiroyuki Motohashi，Naoto Hagiwara，Tomoki Masuda.Tensile Properties and Microstructure of Weld Metal of X80Steel［J］.Materials Science Forum，2003，426－432：4013－4018.。

天然气管道壁厚选择澳标和国标对比杨建中;蒋庆梅;余志峰【摘要】With respect to thickness determination for long natural gas pipeline, Australian standard (AS) and Chinese standard (GB) were compared. The differences in two standards in the aspects of zone categorization, design parameter determination, the parameters in thickness calculation and calculation procedure were summarized. In AS, there is no correlation between zone class categorization and design parameters, but it is true in GB and zone class is important factor in determination of pipeline thickness. In AS, pipeline thickness is determined with the design method which is based on risk analysis and overall factors are taken into account. The design method in GB is based on some stipulations which have strong feasibility. In addition, in this article the procedures and methods for determining pipeline thickness in AS and GB respectively were introduced in detail.%对比分析了澳大利亚和我国天然气长输管道壁厚选择遵照的AS标准和GB标准,总结了二者在地区等级划分、设计系数选择、壁厚计算考虑因素、壁厚计算过程等方面的差异.AS标准中地区等级划分和设计系数没有一一对应关系,GB标准中不同地区等级对应不同设计系数,地区等级是管道壁厚选择的重要影响因素.AS标准中壁厚选择是基于风险的设计方法,考虑的影响因素全面,GB标准中是基于规定的设计方法,操作性强.另外,详细介绍了AS 标准和GB标准中壁厚选择的步骤和方法.【期刊名称】《化工设备与管道》【年(卷),期】2017(054)001【总页数】5页(P77-81)【关键词】天然气管道;壁厚选择;AS标准;GB标准;对比;地区等级;设计系数【作者】杨建中;蒋庆梅;余志峰【作者单位】中国石油天然气管道工程有限公司,河北廊坊 065000;中国石油天然气管道工程有限公司,河北廊坊 065000;中国石油天然气管道工程有限公司,河北廊坊 065000【正文语种】中文【中图分类】TQ055.8;TH122管道壁厚选取是天然气管道设计工作中最重要的内容。

管道全自动焊P625外焊系统在中俄天然气管道施工中的应用钱国意;都宏海;贾东【摘要】中俄天然气管道东线试验段就是一条95％采用全自动焊接方式施工的国内最大管径的管道施工工程.2018年的中俄天然气管道东段采用C R C设备,填充和盖面的设备是P625外焊焊机,焊接的速度明显加快,焊接质量更有很大提高.在这条直径达1422m m,壁厚为21.4m m的大口径管道施工中,C R C全自动焊接设备得到了较好的运用.总结2017年中俄天然气试验段的现场经验,并结合全自动焊接技术的实际情况,在此对施工中的应用等问题进行总结分析.【期刊名称】《金属加工：热加工》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】3页(P72-74)【关键词】天然气管道;CRC全自动焊接;外焊系统【作者】钱国意;都宏海;贾东【作者单位】大庆油田建设集团有限责任公司;大庆油田建设集团有限责任公司;大庆油田建设集团有限责任公司【正文语种】中文中俄东线天然气管道起点位于黑龙江省黑河市的中俄边境，途径黑、吉、辽、冀、津、苏、沪等9个省区市，终点止于上海，全长为3371km，是目前中国首条采用1422mm超大口径，X80高钢级管材，12MPa高压力等级的单管输送量最大的跨境长输天然气管道工程，预计2019年10月北段投产，2020年底全线贯通。

CRC P625管道全自动焊接系统设备主要由CRC坡口机、I W M内焊机、P260热焊机和P625填充盖面外焊机组成。

P625双弧焊枪全自动焊接系统是由美国CRC-EVANS 国际管道公司生产，该公司作为世界自动焊接的领军者，拥有最先进的管道焊接设备和工艺。

我公司于2017年2月引进该设备，经由集团焊培中心专家、厂家技术人员和CRC专家一起对管道施工人员进行了为期数月的严格培训，同年7月，中俄天然气管道试验段（二期）正式进入现场施工阶段。

在管道全自动焊焊接中，发生问题和焊接缺陷主要发生在外焊系统，所以本论文围绕外焊系统填、盖工艺进行阐述。

X80管线钢在高压大流量输气管道上的应用与发展前景黄志潜中国石油物资装备(集团)总公司摘要本文概述了X80级管线钢在国外输气管道上的应用和国内业界在应用X80级管线钢方面存在的困惑。

介绍了澳大利亚业界的分析和观点以及国外在应用X80级管线钢方面的标志性进展。

总结了在此基础上召开的《2004北京X80级管线钢及钢管国际研讨会》的主要结论。

对国内应用X80级管线钢的前景作了分析与建议。

关键词输气管道X80级管线钢设计制造施工运行应用前景1 概述国外X80级管线钢的开发已经有20多年，生产与使用也有了15年以上的历史。

在X80级管线钢的管道设计、冶炼与轧制、钢管制造、现场焊接工艺、管道防腐保护与运营维护等方面已积累了丰富的经验。

目前国外普遍认为X80级管线钢的工业应用在技术上已经不存在问题。

2 国内的困惑尽管国外高压输气管道使用X80级管线钢已有15年以上的历史，但是为什么至今全世界使用并不广泛，总量也不过1600 km左右。

是因为还有什么关键技术问题没有解决，还是因为没有经济效益？这个问题近几年来一直困扰着国内管道工业界，在一定程度上影响着对应用X80级管线钢的认识和规划。

3澳大利亚管道工业协会(APIA)的分析澳大利亚的输气管道管径多在500mm以下，但广泛使用很高的输气压力，通常为15Mpa。

我们的澳大利亚同行也具有相似的困惑，即在X80已经可以供货15年之后，澳大利亚的高压输气管道的管材为什么仍以X70为主，X80只是在少量管道上使用？使用X80可以带来什么好处，同时又具有什么风险？为了解决这些问题，澳大利亚管道工业协会在于2002年10月召开了一次X80管线钢应用专题研讨会，邀请澳大利亚国内外与输气管道有关的各领域的专家一起进行分析。

形成了以下主要结论[1]：(1)采用X80肯定可以带来经济效益。

同一项目用X80代替X70，管材费用可以节省8~12%，项目总费用可以节省3~5%。

(2)在同一条输气管道上用X80代替X70，并没有什么重大技术问题需要解决，也不会因此带来什么附加的风险。

第３６卷　第４期 ２０２１年１２月 西　南　科　技　大　学　学　报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．２０２１　收稿日期：２０２１－０７－２５；修回日期：２０２１－０９－２６　基金项目：四川省科技计划重点研发项目（２０２０ＹＦＧ０１８３，２０２０ＪＤＴＤ００２１）　作者简介：第一作者，盛鹰（１９８２—），男，讲师，博士，研究方向为工程力学，Ｅ ｍａｉｌ：ｓｈｅｎｇｙｉｎｇ＠ｓｗｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ；通信作者，贾彬（１９７９—），男，教授，博士，研究方向为土木工程，Ｅ ｍａｉｌ：ｊｉａｂｉｎ＠ｓｗｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎＸ８０钢裂纹扩展与失效过程的多尺度模拟与实验验证盛　鹰１，２　贾　彬１，２　王汝恒１，２　钱家钰１　邓淞文１（１．西南科技大学土木工程与建筑学院　四川绵阳　６２１０１０；２．西南科技大学工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室　四川绵阳　６２１０１０）摘要：为研究带微缺陷的Ｘ８０钢的裂纹扩展与失效演化机制，首先在原子尺度建立了多组包含不同微观缺陷的Ｘ８０钢拉伸微观计算模型，获得了各条包含裂纹尖端演化微观信息的Ｔ－Ｓ曲线，根据Ｔ－Ｓ曲线上关键转折点对应的原子构型图，从原子尺度观察分析了Ｘ８０钢中不同微观缺陷扩展的现象和规律；然后在连续介质尺度建立了包含内聚力单元的单向拉伸ＣＴ试件有限元模型，将Ｔ－Ｓ曲线中反映出的材料核心微观特征引入内聚力模型中作多尺度分析，研究微观缺陷对材料宏观断裂参数的影响程度。

结果表明：Ｘ８０钢钝裂纹、空洞等微缺陷对微观模型裂纹尖端最大应力、微观模型强度的影响程度不同，钝裂纹的影响大于空洞的影响。

实验验证了多尺度数值模拟结果的可靠性。

关键词：Ｘ８０钢　微缺陷　Ｔ－Ｓ曲线　内聚力模型中图分类号：Ｏ３４１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１－８７５５（２０２１）０４－００４５－０９ＭｕｌｔｉｓｃａｌｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＶｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＣｒａｃｋＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎａｎｄＦａｉｌｕｒｅＰｒｏｃｅｓｓｏｆＸ８０ＳｔｅｅｌＳＨＥＮＧＹｉｎｇ１，２，ＪＩＡＢｉｎ１，２，ＷＡＮＧＲｕｈｅｎｇ１，２，ＱＩＡＮＪｉａｙｕ１，ＤＥＮＧＳｏｎｇｗｅｎ１（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１０１０，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｉｃｈｕａｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｈｏｃｋａｎｄＶｉｂｒａｔｉｏｎｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１０１０，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＦｏｒｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎａｎｄｆａｉｌｕｒｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＸ８０ｓｔｅｅｌｗｉｔｈｍｉｃｒｏ ｄｅｆｅｃｔｓ，ｓｅｖｅｒａｌｓｅｔｓｏｆｔｅｎｓｉｌｅｍｉｃｒｏｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｏｆＸ８０ｓｔｅｅｌｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｃｒｏｄｅｆｅｃｔｓｗｅｒｅｆｉｒｓｔｌｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｔｔｈｅａｔｏｍｉｃｓｃａｌｅ，ａｎｄｅａｃｈＴ－Ｓｃｕｒｖｅｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｍｉｃｒｏｃｏｓｍｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｃｒａｃｋｔｉｐｅｖｏ ｌｕｔｉｏｎｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｔｏｍｉｃｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｔｈｅｋｅｙｔｕｒｎｉｎｇｐｏｉｎｔｏｎＴ－Ｓｃｕｒｖｅ，ｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎａｎｄｒｕｌｅｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｃｒｏｄｅｆｅｃｔｓｅｘｐａｎｓｉｏｎｉｎＸ８０ｓｔｅｅｌｗｅｒｅｏｂ ｓｅｒｖｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄａｔｔｈｅａｔｏｍｉｃｓｃａｌｅ．Ｔｈｅｎ，ａｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｕｎｉａｘｉａｌｔｅｎｓｉｌｅＣＴｓｐｅｃｉｍｅｎｗｉｔｈｃｏｈｅｓｉｖｅｆｏｒｃｅｅｌｅｍｅｎｔｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｔｃｏｎｔｉｎｕｕｍｓｃａｌｅ．ＴｈｅｋｅｙｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｒｅｆｌｅｃｔｅｄｉｎＴ－Ｓｃｕｒｖｅｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｏｔｈｅｃｏｈｅｓｉｖｅｆｏｒｃｅｍｏｄｅｌｆｏｒｍｕｌｔｉ ｓｃａｌｅａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｃｒｏｄｅｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃｆｒａｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｂｌｕｎｔｃｒａｃｋａｎｄｖｏｉｄｏｎｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｔｒｅｓｓａｔｔｈｅｃｒａｃｋｔｉｐａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｍｏｄｅｌａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｂｌｕｎｔｃｒａｃｋｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｖｏｉｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｖｅｒｉｆｙｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｕｌｔｉ ｓｃａｌｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｘ８０ｓｔｅｅｌ；Ｍｉｃｒｏｄｅｆｅｃｔ；Ｔ－Ｓｃｕｒｖｅ；Ｃｏｈｅｓｉｖｅｚｏｎｅｍｏｄｅｌ. All Rights Reserved. 为满足长输油气管道向大口径、高压力发展的要求，针对高钢级管线钢的组织形态、力学性能、变形破坏机理等开展研究具有重要意义［１－３］。

大口径长输管道沉管下沟施工方法研究摘要：在管道工程建设过程中，管道不可避免要跨越河流，经过冲沟、沼泽、山区、沙漠等各种地带。

其中沙漠和水网地段给管道建设带来很大困难，如大型工程机械设备无法进场、管材无法运输、管沟不易成型等。

长输管道管径增大，进一步加大了沙漠和水网地段的施工难度。

结合研究近几年长输管道的施工经验，水网地区大口径长输管道的沉管法施工技术逐步被应用。

根据现场情况、设计计算和其他管道项目施工设计经验，对水网地段管道采取沉管法下沟，很好地解决了管沟成型难的问题。

关键词：长输管道、水网地段、沉管下沟、应力分析、施工方法。

一、引言目前长输管道工程施工工艺都离不开大型施工设备，而水网地区的施工相对以往管道更是难上加难。

本着规避风险、克服困难、解决问题的思路，结合前期管道工程施工经验和水网地区环境特点拟定采用“定点焊接、浮动就位、排水定位的管道施工方案”简称“工厂化施工”。

为了提高全自动焊接连续作业效率，减少沟下连头口数量，管道尽量采取沟上焊接方式。

待钢管焊接连成“长龙”后，再进行整体下沟作业。

由于沉管下沟方法具有施工组织容易、可减少临时征地、保证作业人员安全及设备安全、操作简便和施工效率高等优点，所以采用沉管下沟的施工方式。

以下对沉管下沟施工方法进行简单介绍。

二、沉管下沟简介1、施工方法简述沉管下沟指的是沿管道走向开挖管沟，利用管道自身重力作用缓慢将管道自然下沉到管沟内的施工方法。

根据挖掘机台数及其相对于管道的挖掘位置，可将沉管下沟分为单侧沉管下沟和双侧沉管下沟。

单侧沉管下沟指在管道轴线—侧布置挖掘机，沿管道单侧开挖管沟，利用管道自身重力作用缓慢地将管道自然降落到管沟内的施工方法，见图1。

双侧沉管下沟指在管道轴线两侧布置挖掘机，沿管道双侧同时开挖管沟，利用管道自身重力作用缓慢地将管道自然降落到管沟内的施工方法，见图2。

实际施工中，根据业主给定的作业带宽度和开挖段地质情况进行选取。

图1单侧沉管下沟示意图图2双侧沉管下沟示意图（1）单侧沉管施工地下水位较高（1m以下深度）或管沟土质较好应选用单侧沉管法。

X80钢级大口径热压三通力学分析陈星明【摘要】T-pipe in its working pressure of the stress distribution state was needed to be ensured by hot-embossing T-pipe theory design. So it is necessary to determine relationship between the stress of the hot-embossing T-pipe in its working pressure of the stress distribution and the inner and outer radius of the T-pipe.Based on elastic-plastic finite element theory and BISO ma-terial model, FEM numerical simulation was applied to the inner and outer radius of the T-pipe relationship between the stress of the X80 pipe steel hot-embossing equal diameter T-pipe using FEA software ANSYS. The analysis results show that the maximum stress appears in the hot-embossing T-pipe inside of the shoulders, which is the weakest;Increasing the wall thickness can effec-tively reduce the hot-embossing T-pipe junction area and abdominal stress level; To increase the shoulder transition arc can re-duce the stress of the junctionarea;Increasing the thickness of wall tee has little influence on stress concentration index.%热压三通的理论设计需要了解三通在其工作压力下的应力分布状态,因此,有必要确定热压三通在其工作压力下的应力分布与三通内、外圆弧半径大小之间的关系. 采用弹塑性有限元方法和双线性等向强化材料模型,采用有限元分析软件ANSYS对X80钢级大口径等径热压三通内、外圆弧半径与三通受力关系进行了研究. 分析结果表明:最大应力出现在热压三通肩部的内侧,该处最薄弱;增大壁厚能有效降低热压三通相贯区和腹部的应力水平;增大肩部过渡圆弧可以降低主、支管过渡区的最大应力;增大壁厚对三通内壁上的应力集中指数影响不大.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P4-6,12)【关键词】X80级管道;热压三通;有限元;力学分析【作者】陈星明【作者单位】重庆燃气集团股份有限公司,重庆 400020【正文语种】中文【中图分类】TE8天然气输送管道发展的一个重要趋势是采用大口径高压输送及选用高钢级管材。