API 5L X80管线钢CO2焊接工艺研究

《首秦公司X80管线钢冶炼与轧制工艺研究》篇一一、引言随着国家对基础设施建设的大力投入，管线钢作为重要材料之一，其质量与性能的要求也日益提高。

首秦公司作为国内领先的钢铁企业，其X80管线钢产品以其卓越的性能和稳定性，在国内外市场上享有良好的声誉。

本文将针对首秦公司X80管线钢的冶炼与轧制工艺进行深入研究，以期为同类企业提供参考与借鉴。

二、X80管线钢的冶炼工艺研究1. 原料选择与准备X80管线钢的冶炼首先需要选择优质的原料，包括铁矿石、废钢等。

在原料准备阶段，需要对原料进行严格的检验与分类，以确保原料的化学成分和物理性能符合冶炼要求。

2. 冶炼过程冶炼过程中，采用转炉冶炼和电炉冶炼相结合的方式。

转炉冶炼主要用于调整钢水的化学成分，电炉冶炼则用于进一步精炼钢水，提高钢的纯净度。

在冶炼过程中，需要严格控制温度、成分和冶炼时间等参数，以确保冶炼出的钢水质量稳定。

3. 合金元素添加根据X80管线钢的性能要求，需要添加适量的合金元素，如碳、锰、硅、磷、硫等。

在冶炼过程中，通过合金料的加入和微调，使钢的力学性能、焊接性能和耐腐蚀性能达到最佳状态。

三、X80管线钢的轧制工艺研究1. 轧制前准备轧制前需要对钢坯进行严格的检验，确保其尺寸、形状和表面质量符合要求。

同时，根据轧制工艺要求，对钢坯进行合理的加热和保温，以使其达到最佳的轧制状态。

2. 轧制过程X80管线钢的轧制过程包括粗轧、精轧和张紧等多个环节。

在粗轧阶段，通过多道次轧制，使钢坯的尺寸和形状达到要求；在精轧阶段，通过调整轧辊的间距和转速，进一步改善钢板的平整度和力学性能；张紧环节则用于保证钢管的圆度和直线度。

3. 工艺参数控制在轧制过程中，需要严格控制轧制力、轧制速度、温度等工艺参数。

这些参数的合理配置将直接影响X80管线钢的质量和性能。

因此，需要通过对这些参数的实时监测和调整，确保轧制过程的稳定性和产品的质量。

四、结论通过对首秦公司X80管线钢的冶炼与轧制工艺进行研究，我们可以看出，其在原料选择、冶炼过程、合金元素添加、轧制前准备、轧制过程和工艺参数控制等方面都有着严格的要求和精细的操作。

压力管道中二氧化碳焊接工艺的应用摘要：随着我们科学技术的逐渐发展，在焊接工艺方面我们又有了一个很大的提高，在压力管道中逐渐普遍应用了二氧化碳焊接工艺。

关键词：压力管道；二氧化碳焊接工艺；应用引言早在20世纪50年代左右，二氧化碳焊接工艺就已经被应用于实际的焊接工作中。

由于该焊接工艺具有很多优势，因而该工艺现已经在很多行业中得到了广泛的应用。

对于CO2焊接工艺来说，其本身也是一种电弧焊方法，但是在实际的工作中需要用到二氧化碳气体作为焊接工作的保护气体。

通过CO2焊接工艺在压力管道中的实际应用，极大的提升了焊接工作的质量，提升了焊接工作的效率。

1原理CO2气体保护焊是以CO2作为保护气体，依靠连续送进焊丝和焊件之间发生穿透力极强的电弧，使两种金属充分熔合。

因电弧和熔池完全处在CO2气体保护下，从而可获得优质焊缝。

焊接设备主要由焊枪、送丝机构和平特性直流电源组成。

焊接材料主要由焊丝CO2气体组成。

当焊丝与工件短路引燃电弧后，电弧及其周围区域得到CO2气体的保护，避免了熔滴和熔池金属被空气氧化和氮化。

在电弧高温下，CO2气体发生分解：分解产物的体积比分解前增加一半，这有利于增强保护效果；另一方面，分解反应是吸热反应，对电弧产生强烈的冷却作用，引起弧柱收缩，使电弧热量集中，焊丝的熔化率高，母材的熔透深度大，焊接速度快，能够显著地提高焊接效率。

2二氧化碳焊接工艺的优势2.1熔池面积小在应用二氧化碳焊接工艺进行焊接工作时，其产生的熔池面积很小，并且焊接工作中的热影响区域也比较窄。

这样一来，焊接工作就不会对周围较大区域的产生焊接质量的影响，这对于保证整体的焊接质量有着重要的意义。

2.2消耗低CO2焊接采用了小截面坡口形式，焊缝面积小，能够节省焊条材料约40%；同时能够大大节约用电量，与交流弧焊机相比节约用电量约60%左右。

2.3成本较低在应用CO2焊接工艺进行焊接工作时，其整个工序的所需要消耗的成本很低。

一方面，在进行二氧化碳气体的采购工作时，不需要消耗太多的成本。

API 5L X80管线钢自动焊焊接工艺试验摘要：通过对X80 高强钢进行焊接性分析，确定了X80管线钢采用GTAW+FCAW方法的工艺方案，并进行力学性能试验。

试验结果表明，接头的各项性能指标均符合标准要求，选定的焊接工艺完全能够用于指导现场的施工。

关键词：X80钢自动焊工艺试验前言随着经济的发展，人们对石油、天然气等能源的需求也日益增加，对输送管道的要求也逐步提高[1]。

尽管目前对输送管道在材料选择和焊接技术等问题上取得了一定的成就，但由于石油、天然气等能源输送管线较长，管径较大，压力也较高，甚至有些输送管线所处的环境恶劣，等等这些不利因素为现场的焊接和安装工作带来了诸多的挑战，如何优质高效完成输送管道的安装焊接工作是需要我们考虑的一个课题。

笔者以国外某燃气联合循环电站燃气缓冲站输送管道为背景，对API 5L X80管线钢采用GTAW+FCAW焊接方法，进行焊接工艺试验，为今后API 5L X80管线钢的焊接提供技术依据，提高现场施工效率。

1.X80管线钢的应用情况X80钢从20世纪80年代中期开始研究和试验，90年代初期获得批量试验。

有资料研究表明[2]，采用高压输送和采用高强度等级的管线钢，不仅能石油、天然气等能源输送的安全性，而且使管道建设的成本显著降低。

根据加拿大管道建设的资料统计[2]，采用X80钢比X70钢在管道材料和项目设计上能节约17%～29.5%。

近年来，日本、欧洲、加拿大等发达国家对X80钢生产技术日益成熟，需求量也日益增长，并成功应用于多个工程项目中，今后X80管线钢及更高管线钢的应用将更加广泛。

2.X80焊接性能X80 是一种高强度、低碳、微合金管线钢。

管材洁净度高，晶粒细小，具有较高的韧性和良好的焊接性。

虽然X80的碳当量较低，淬硬倾向不大，产生裂纹的倾向较小，但是由于X80是一种强度较高，在试验中我们仍应引起重视。

在本试验中，所采用的试件的化学成份、力学性能分别见表1、表2。

X80管线钢焊缝金属中的针状铁素体孙咸【摘要】探讨了X80管线钢焊缝中针状铁素体的形成条件、对焊缝韧性的影响及针状铁素体控制机理.结果表明,X80管线钢焊缝组织是大量针状铁素体+少量先共析铁素体的混合组织.在针状铁素体影响因素中,起决定作用的是焊缝的化学成分和冷却速度.焊缝中针状铁素体形态和数量与焊缝韧性之间存在对应关系,焊接热输入对焊缝韧性的影响较复杂,存在一个热输入最佳值.优化的焊缝合金系统和化学成分是控制焊缝针状铁素体形成的必要条件,而合理的工艺方法和焊接参数(含热输入)则是控制针状铁素体形成的充分条件.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2019(049)006【总页数】8页(P1-8)【关键词】针状铁素体;焊缝金属;韧性;热输入;X80管线钢【作者】孙咸【作者单位】太原理工大学焊接材料研究所,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TG113.12;TG457.60 前言X80管线钢是采用超低碳、微合金、控轧控冷技术生产的以针状铁素体组织为主的高强高韧性钢种，是石油天然气输送管道工程中的基本选材，已在西气东输二线管道工程建设中应用。

该钢在国外已经使用了30多年，但在我国的研制及应用起步较晚。

虽然一些单位在掌握该钢焊接工艺方面积累了一定的经验，但随着应用的进一步扩大，该钢焊接接头的使用性能仍然暴露出一些问题。

除了高速埋弧焊易产生气孔、夹渣等缺陷之外，主要是焊缝和热影响区的韧性问题，如对焊接条件敏感、易受热输入的影响等。

有单位反映，X80厚壁管埋弧焊焊缝韧性波动，严重影响接头的使用性能。

关于X80管线钢焊接方面的研究日渐增多，涉及接头使用性能的文献多以热影响区组织性能变化为主，针对焊缝组织研究的甚少。

其实焊缝组织性能对接头很重要，工艺条件（含热输入）不仅影响热影响区韧性，对焊缝韧性亦有明显影响。

为此论文特意将X80钢焊缝中的针状铁素体组织与焊缝韧性相联系，探讨针状铁素体的形成条件、影响因素及控制机理。

API SPEC 5L管线管工艺技术规范1 目的对生产API Spec 5L管线管过程中的工艺、设备、人员和操作过程实施有效控制，以保证产品质量稳定和符合规定的要求。

2 适用范围适用于本公司生产API Spec 5L管线钢管产品技术等级PLS1和PLS2无缝钢管（SMLS pipe）的制造要求。

3 引用标准ISO 148-1 金属材料-夏比冲击试验-第1部分：试验方法 *ISO 377 钢和钢制品-力学性能试验取样位置和试样制备ISO 404 钢和钢制品-通用交货技术条件ISO 2566-1 钢-伸长率换算-第1部分：碳钢和低合金钢ISO 6506（所有部分）金属材料-布氏硬度试验 *ISO 6508（所有部分）金属材料-洛氏硬度试验 *ISO 6892 金属材料-室温下拉伸试验 *ISO 8492 金属材料-钢管-弯曲试验 *ISO 10474：1991 钢和钢产品-检验文件ISO 10543 承压用无缝和热张力减径焊接钢管-壁厚全周超声波测厚ISO 11484 承压用钢管-无损检测（NDT）人员资格鉴定和认证ISO 11496 承压用无缝和热张力减径焊接钢管-管端分层缺欠的超声波检测ASNT SNT-TC-1A 推荐方法SNT-TC-1A-无损检测ASTM E309 用磁饱和法做管状钢产品涡流检测标准操作规程ASTM E570 铁磁性钢管制品漏磁检测标准操作规程4、钢管等级、钢材名称和交货状态钢管等级、钢材名称和交货状态见API Spec 5L管线管标准表15、制造5.1工艺流程159线（下料→加热→穿孔→轧制→微张减→冷床接料→定尺切头尾→矫直→涡流漏磁检验→几何尺寸检验→表面检验→分选→修磨→再切→测长→称重→组批取样→试验→包装标识→入库）273线（下料→加热→穿孔→轧制→微张减→冷床接料→矫直→定尺切头尾→漏磁检验→几何尺寸检验→表面检验→分选→修磨/再切→测长→称重→组批取样→试验→水压试验→包装标识→入库）热处理线（淬火加热→淬火→回火加热→定径→矫直→冷床冷却→超声波探伤→管端磁粉探伤→人工台检→测长→称重→组批取样→试验→包装标志→入库）5.2制造工艺本标准提供的钢管应根据表1和表2给出的适用要求和限制条件制造。

焊管WELDED PIPE AND TUBE第44卷第1期2021年1月Vol.44 No.1Jan. 2021日本第一条X80高强度管线钢管的设计制造与现场施工刘炜辰打李嘉良2,蒋浩泽3编译(1.中国石油测井公司国际事业部，北京102206；2.成都索贝数码科技股份有限公司，成都610041；3.中国石油测井公司，西安710089)摘 要：为了全面了解日本第一条X80钢级高压输气管道工程的建设情况，从管道设计思路、管材 制造、环缝焊接工艺及施工等方面进行了总结和分析。

由于该管线安装在城市地区，设计要求具有 极高的安全性和抗震性能。

为了保证管道安全，将最大工作压力下的许用环向应力限制在222 MPa 以下；工程用板材成分设计中严格控制Ti/N 比，轧制采用了动态加速冷却技术，保证大批量高效生产的钢板满足钢管技术规范的要求；钢管采用了 160益的低温外涂层工艺，各项力学性能均超过了API 标准的基本要求；环缝焊接采用与母材完全高强匹配的焊接材料，研发了性能和无损检测质量 优良的机械GMAW 焊接工艺。

该管道各项技术可为高强度管道的建设提供借鉴。

关键词：X80管线钢；管道设计；管线钢管；环缝焊接中图分类号：TG444.7文献标识码：B DOI : 10.19291/ki.1001-3938.2021.01.009Design Manufacture and Construction of the First X80 High Strength Steel Pipe in JapanTranslated by LIU Weichen 1, LI Jialiang 2, JIANG Haoze 3(1. International Business Department, China Petroleum Logging Co., Ltd., Beijing 102206, China;2. Chengdu SOBEY Digital Technology Co., Ltd., Chengdu 610041, China;3. China Petroleum Logging Co., Ltd., Xi 'an 710089, China )Abstract: In order to fully understand the construction situation of the first X80 steel grade high pressure gas transmissionpipeline project in Japan, the pipeline design ideas, pipe material manufacturing, girth welding process and construction andother aspects are summarized and analyzed. It is found that the pipeline is installed in urban areas and the design requireshigh safety and seismic performance. In order to ensure pipeline safety, the allowable circumferential stress under the maximum working pressure should be limited below 222 MPa; Ti/N ratio is strictly controlled in the composition design ofsheet metal used in engineering. New dynamic accelerated cooling is adopted in rolling to ensure that the steel plate producedin large quantities and efficiently meets the requirements of steel tube technical specifications. The steel pipe adopts thelow -temperature external coating process at 160。

《首秦公司X80管线钢冶炼与轧制工艺研究》篇一一、引言随着国家对基础设施建设的大力投入，管线钢作为石油、天然气等能源输送的重要材料，其品质和性能显得尤为重要。

首秦公司作为国内知名的钢铁企业，其X80管线钢产品以其优异的性能在市场上占据一席之地。

本文旨在深入研究首秦公司X80管线钢的冶炼与轧制工艺，分析其工艺流程、关键技术及质量控制等方面，以期为相关企业提供参考。

二、X80管线钢的冶炼工艺1. 原料准备X80管线钢的冶炼始于原料准备阶段。

首秦公司选用高质量的铁矿、废钢等作为主要原料，经过破碎、筛分、磁选等工序，确保原料的纯净度和化学成分的稳定。

2. 冶炼过程冶炼过程中，采用转炉、电炉等设备，通过控制冶炼温度、化学成分、气体成分等参数，确保冶炼出符合要求的钢水。

其中，转炉冶炼过程中需加入合金元素，以调整钢水的化学成分，提高钢的强度和韧性。

3. 精炼与真空处理为进一步提高钢水的纯净度和均匀性，首秦公司采用LF精炼炉和VD真空处理设备对钢水进行精炼和真空处理。

这一过程可有效去除钢水中的气体、夹杂物等杂质，提高钢的内在质量。

三、X80管线钢的轧制工艺1. 连铸工艺钢水经过精炼和真空处理后，进入连铸工序。

首秦公司采用先进的连铸技术，通过控制结晶器、二次冷却、拉矫等工艺参数，确保铸坯的质量和尺寸精度。

2. 轧制过程轧制过程是X80管线钢生产的关键环节。

首秦公司采用热轧和冷轧相结合的方式，通过控制轧制温度、轧制力、轧制速度等参数，确保钢管的尺寸精度和表面质量。

同时，采用多道次轧制和控冷技术，进一步提高钢管的力学性能和韧性。

四、关键技术与质量控制1. 关键技术首秦公司在X80管线钢的冶炼与轧制过程中，采用了多项关键技术。

包括转炉冶炼技术、LF精炼技术、VD真空处理技术、连铸技术、控轧控冷技术等。

这些技术的应用，使得首秦公司的X80管线钢在性能、质量等方面达到了国内领先水平。

2. 质量控制为确保X80管线钢的质量稳定和可靠，首秦公司建立了严格的质量控制体系。

基于“等强匹配”选材原则下的X80钢级管道焊接工艺验证试验研究发布时间：2021-05-17T10:54:25.510Z 来源：《基层建设》2021年第2期作者：魏子云宋卫臣姜志阳[导读] 摘要：目前已经开发完成并投入应用的X80钢级管道的焊接工艺设计中，其根焊焊材的强度远低于钢管本身的强度，部分焊接工艺中热焊层和填充盖面层的焊材强度也低于钢管本身的强度。

中石化石油工程设计有限公司山东省东营市 257000摘要：目前已经开发完成并投入应用的X80钢级管道的焊接工艺设计中，其根焊焊材的强度远低于钢管本身的强度，部分焊接工艺中热焊层和填充盖面层的焊材强度也低于钢管本身的强度。

从焊接工艺评定的角度考虑，这种“低强”匹配的选材原则存在不足之处。

通过试验，验证了“等强匹配”选材原则下的焊接工艺不仅能满足X80钢级管道焊接所要求的工艺性能，同样能够获得优良的焊接接头使用性能。

关键词：X80钢级；等强匹配；工艺评定1前言目前，国内X80钢级管道的焊接研究较少，在已经施工应用的X80钢级管道的焊接工艺设计中基本参照X70钢级。

比如焊接选材方面，在X70钢级的施工中，根焊均选择了“低强”的焊材，在X80钢级管道的焊接中也采用了同样的选材原则和焊材。

一般而言，在长输管道的焊接施工中要求管道的焊接接头强度要高于管体本身的强度，以避免在使用过程中应力应变集中在焊接接头这一薄弱且狭小的区域，常规做法有从选材方面考虑选择强度高于母材的焊材，另外从焊接工艺方面入手，通过“补强覆盖焊接法”来实现焊接接头整体强度高于母材。

对此，我们从焊接选材方面考虑，开展了X80钢级管道“等强匹配”选材原则下的焊接试验研究，验证“等强匹配”选材原则在X80钢级管道根焊中的适用情况。

2焊接选材对比分析通过查阅已经应用过的X80钢级管线施工项目，包括陕京四线输气管道工程、鄂安沧输气管道一期工程、中缅天然气管道工程。

工程中X80钢级管道焊接选材原则基本相同，根焊均采用“低强”焊材，热焊和填充盖面的自保护药芯焊丝也采用了“低强”的原则。