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国外高强韧、高等级管线钢发展情况在20世纪70年代,管线钢生产的热轧加正火工艺被控制轧制技术所取代,利用Nb和V 的微合金化技术可生产出X70管线钢。
这种控制轧制技术在80年代进一步演化为控制轧制加轧后加速冷却技术,利用这种技术可以生产比X70级更高钢级的X80管线钢。
到了20世纪末、21世纪初,利用控制轧制和改进后的加速冷却技术并添加Mo、Cu和Ni,可使钢板的强度级别提高到X100、X120甚至X130。
目前,级别为X70和X80的高强度管线钢主要在长输管线工程建设中使用,X100也将投入使用,X120和X130的研究与开发已经获得了巨大突破,处于评估阶段。
HTP管线钢在世界范围内的开发HTP管线钢具有高性能低成本的优势,对管线建设具有显而易见的巨大经济效益,被称为新一代管线钢。
世界各国都在加紧研究高钢级HTP管线钢的工艺技术。
在巴西矿冶公司(CBMM)的推动和支持下,日本在1983年试制了HTP管线钢并在13家公司进行了轧制试验。
巴西国家石油公司也进行了X80级HTP管线钢的开发、制管试验和性能评价。
在夏延输气管线成功建成的基础上,美国又启动了更大规模的“西气东输”管道—落基捷运管道(Rockies express pipeline)建设。
该输气管线全长2 130 km,管径1 067 mm,一期工程(1 142 km)计划于2007年开工、2008年建成投产,二、三期工程将在2009年建成,并继续采用X80级HTP管线钢。
住友金属开发了X100/X120级超高强度、大直径焊管，以满足跨大陆、长距离天然气输送要求。
不仅在冶炼工序要求纯净化，而且因为强度指标要求，钢中含有微量的硼，在轧钢工序也要求实现控制轧制。
特别是X120级焊管，要求极高的抗张强度与低温韧性，而且焊接性能要好，工艺控制上更要严格。
新日铁计划于2008年3月在君津钢管厂确立X120油气管线用高强度复合UO钢管的批量生产工艺。
近10年日本钢管制造技术进展1 钢铁制造技术的变迁从20世纪60年代至70年代，日本的钢铁产量有大幅度的提高，这是由于日本引进和开发了大量高生产率技术所致。
LD转炉、连铸、高炉的大型化、板坯连续冷轧技术、高速轧制和芯棒式无缝管轧制等技术的开发为大幅度提高产量和生产率起了巨大的作用。
这些技术的发展离不开设备、材料和计算机等相关技术的发展。
在轧制和轧制理论发展的同时，如果没有计算机和计算机控制技术的发展，就没有连续轧制技术。
日本的钢铁业在高效、大量生产方面以先进的制造技术为武器，确立了其在国际上的钢铁技术的主导地位。
但是，在国际上对钢铁需求变化的同时，技术的发展方向也开始向重质轻量方向转变，并追求质量的稳定，进一步降低生产成本。
尤其是，随着汽车的迅速普及，对板材挤压成形性和耐蚀性提出了越来越高的要求，为此日本加强技术的主导地位，在IF钢和表面处理材料的开发方面取得了很大的进展。
在降低生产成本方面，开发了大幅度节能、提高产品合格率和提高生产率的技术。
在建筑建设领域，近年来随着超高层建筑和特大型桥梁的建设，开发了高强度、焊接性好的钢板。
在汽车制造业方面，为确保汽车碰撞时的安全性和环保的要求，开发了高强度、轻量化钢材生产技术。
在钢管制造方面，为确保轻量化和碰撞安全及降低生产成本，钢管的高强度化和管材液压成形技术引入关注，汽车生产厂和钢铁企业合作进行了钢管生产技术开发。
另外，在油井管和干线用管方面，进行了高耐蚀性和高强度材料的开发。
日本钢铁技术能够领先世界是由于日本始终以需求为先、认真实施技术开发的结果。
日本所具有的优势就是技术和需求的超前性。
在上述产品和生产技术开发中，一个非常重要的关键词就是技术的融合。
制造技术在吸收相关技术并与上游技术融合的同时不断发展。
另外，支撑加工技术发展的是加工模拟技术。
今后，日本应将制造、加工技术的经验和计算模拟取得的经验技术进行融合，在以需求为先的同时，创造出领先一步的制造技术，如高强度钢的加工技术、高精度稳定的加工技术和钢构功能开发技术等。
日本JFE钢铁公司战略发展趋势当前，世界钢铁工业发展面临着新的巨大挑战。
在这种形势下，世界第三大钢铁联合企业——日本JFE钢铁公司的产品发展战略定位成努力研发创新技术，开发“独创”和“领先”产品，占领高端产品市场。
近年，随着创新技术的不断开发成功，各种高端新产品也应运而生。
一、研发机构及体制1．研发机构JFE集团的研发机构包括JFE钢铁研究所、工程技术研究所和技术研究所，其中隶属于JFE钢铁公司的钢铁研究所负责钢铁技术的研发，下设研究企划部和18个专业研究部，具体构成如图1所示。
JFE钢铁研究所有400多名职工，目前约40％的人员从事生产工艺技术的开发，60%从事新产品的开发。
JFE注重生产工艺技术的开发是因为该公司已经认识到新产品的开发首先要有相应的工艺技术做支持．在加大开发力度的基础上，JFE 将集中力量加强JFE“独创”和“领先”产品的开发，同时研发费用也将向生产工艺领域倾斜。
2．研发体制为了促进各产品区域重点技术课题的制定和各工序间技术开发的横向推进，JFE钢铁公司采用横跨生产、研究和经营部门的研发体制——产品区域、SB U(战略经营单元)体制(见图2)。
产品区域由薄板、厚板等8部分组成，在经营计划的基础上制定技术开发战略，并制定重点技术课题，横向推进技术研发。
S BU由通用技术领域的炼铁、炼钢、炉渣、设备、环境和能源5个部门组成，各S BU要制定部门战略，横向推进技术开发。
产品区域、SBU中的各部门由专业技术会议联系在一起，专业技术会议以产品区域、SBU提出的技术战略为基础推进课题、预测中长期技术动向、强化公司的技术创造力。
二、产品研发战略1．创新技术开发战略JFE集团的开发理念是以用户需求为第一，进行自主创新产品的开发；高效率生产优质产品技术的开发；环保型产品与技术的开发。
同时，通过充分发挥集团整体的协同作用，拓展新领域，灵活应对环境的变化，确保高收益率，获得市场和社会的信赖。
在该理念指导下，近年JFE钢铁公司的技术开发都是以“独创”和“领先”为目标，在加工技术、基础技术、工艺技术、产品技术等领域开发出了许多如超速冷却技术(Super—OLAC)、在线热处理工艺(HOP)、提高焊接热影响区韧性技术(EWEL)等创新技术(如表1所示)，从而大幅提高了设备生产效率，降低了生产成本。
日本JFE钢铁公司开始开发采用水淬火的热机械控制工艺(TMCP)，作为高强度、高韧性，具有优良焊接性能钢板生产技术的核心技术。
下面简单介绍由JFE钢铁公司开发和应用的中厚板制造技术，包括超级-OLAC技术，一种新的中厚板加速冷却技术以及HOP技术(热处理在线工艺)，一种加速冷却后的在线热处理工艺。
同时，下面还介绍Easyfab钢板制造技术，即通过应用具有新功能的冷矫直机将中厚板中残余应力降至零。
一、新加速冷却技术——“超级-OLAC”技术的开发与控制轧制技术一起，加速冷却技术是TMCP工艺的核心技术。
JFE钢铁公司是世界上首家开发并成功在中厚板生产中应用在线加速冷却技术的钢铁企业。
在上世纪90年代初，采用加速冷却技术制造的TMCP钢实现了提高钢板强度、改进焊接性能的目的，从而有助于焊接结构建筑用钢使用的合理化和提高建筑的安全性，并开始用于造船业。
然而，最近几年对钢板质量的要求日趋严格，如减少强度下降等。
为了满足新的要求，基于一个全新的概念，JFE钢铁公司进行了大量研究以获得解决与传统冷却技术问题相关的方案，并开发出新一代加速冷却工艺，称之为超级-OLAC工艺，并应用于JFE钢铁公司西日本钢厂。
当中厚板进行水淬火时出现的热传递和沸腾现象可以大致分为两种方式，即核胞沸腾和薄膜沸腾。
在前一种沸腾中，冷却水直接与钢接触，热量通过产生的泡传递。
相比之下，后一种沸腾中在钢与冷却水间形成一个蒸汽薄膜，热量是通过蒸汽薄膜传递。
核胞沸腾的冷却能力比薄膜沸腾更高。
在中厚板冷却开始时，中厚板表面温度较高，薄膜沸腾起主导作用。
然而，随着中厚板表面温度的下降，蒸汽薄膜变得不稳定，冷却水开始局部上直接与中厚板接触，沸腾逐渐转向核胞沸腾。
此外，在瞬时沸腾状态下，当薄膜沸腾和核胞沸腾共存时，随着冷却的继续，冷却能力提高。
采用传统冷却方法，如喷淋冷却和层流冷却时，如果冷却水流量提高以强化冷却，冷却迅速地转换成瞬时沸腾，是核胞沸腾和薄膜沸腾的混合。
TMCP技术的发展与应用TMCP钢最初应用于造船业，后来扩大到所有使用厚钢板的领域。
TMCP 钢的应用范围之所以如此广阔是因为TMCP钢所具有的高强度高韧性的特点，使其能满足厚板各种应用领域的不同要求，从而自然就使TMCP钢的应用范围扩大了。
TMCP的发展和工艺原理TMCP(ThermoMechanicalControlProcess：热机械控制工艺)就是在热轧过程中，在控制加热温度、轧制温度和压下量的控制轧制(CRControlRolling)的基础上，再实施空冷或控制冷却(加速冷却／ACC：AcceleratedCooling)的技术总称。
TMCP工艺是当今高性能钢材主要生产手段，是提高钢材的强度、韧性和焊接性的一种控制工艺技术。
20世纪60年代，是石油能源开发的高峰期，在一些高寒地带必须使用低温韧性好的高强度管线钢，当时，日本的钢铁公司倾注全力，借助于最新型厚板轧机设备在短时间内利用控制轧制技术成功地开发了这种管线钢。
20世纪70年代，人们经反复实验发现仅仅靠传统的控轧使相变组织微细化还远远不够，还需要通过冷却来控制相变本身。
80年代初，日本首先建立了在线冷速系统，这是一个既能提高强度而又无损于韧性的措施。
控制冷却是从Ar3以上的温度开始水冷，在相变终了温度附近(550～500℃)结束，然后进行空冷。
控制冷却将空冷时生成的珠光体变成微细分散的贝氏体，这样控轧后进行控冷的组织是细晶铁素体和微细弥散型贝氏体的混合组织，铁素体晶粒的细化与贝氏体比率的增加可在提高强度的同时改善延伸性。
控冷能获得细化效果的具体原因在于：控轧后引入加速冷却控制，可降低奥氏体的相变温度，过冷度增大，增大γ—α相变驱动力，使α相从更多的形核点生成，同时抑制α晶粒的长大，而且由于冷却速度增加，阻止或延迟了碳、氮化物在冷却过程中的过早析出，因而易于生成更加弥散的析出物。
进一步提高微合金化钢冷却速度，可形成贝氏体或针状铁素体，进一步改善钢的强韧性。
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。
日本高强度管线钢生产概述
陈妍;毛艳丽
【期刊名称】《焊管》
【年(卷),期】2009(032)003
【摘要】通过介绍日本高强度管线钢的开发现状、工艺现状、各种高强度管线钢的特点以及生产使用情况可以看出,日本管线钢主要生产企业新日铁、JFE和住友公司已确立了高强度管线钢炼钢一轧钢一制管的闭环生产体制,以生产促进研发.其生产的管线钢向高强度、大壁厚、抗大变形和高耐酸性能方向发展,海底管线用钢和耐酸管线钢的强度等级已达到X70,具有优良抗大变形性能的管线钢最高强度级达X120.
【总页数】5页(P64-68)
【作者】陈妍;毛艳丽
【作者单位】鞍钢技术中心科技信息研究所,辽宁鞍山114000;鞍钢技术中心科技信息研究所,辽宁鞍山114000
【正文语种】中文
【中图分类】TG113.2
【相关文献】
1.日本JFE开发的高应变用途超高强度双相管线钢 [J], 齐殿威
2.X120级超高强度管线钢生产工艺研究现状 [J], 赵英利;时捷;包耀宗;谢刚
3.俄罗斯谢韦尔钢公司管线钢生产工艺概述 [J], 郭艳玲;黄国建;张兴虎
4.用CSP薄板坯工艺生产高强度微合金化CMn（V-Nb-Ti）和CMn（V-Nb）管线钢：显微组织、析出和机械性能 [J], 高志国;
5.攀钢集团有限公司厚规格X80高强度管线钢实现批量生产 [J],
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