管線鋼畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述(已修改)
2025-06-23 02:05 本頁(yè)面
【正文】 中 國(guó)石油大學(xué)（華東）本科 學(xué)位論文開題報(bào)告 及 文獻(xiàn)總結(jié) 1 文獻(xiàn)綜述 管道運(yùn)輸 對(duì)于 促進(jìn) 石油天然氣 行業(yè) 的 發(fā)展具有重要意義 。 而 發(fā)展 具有高強(qiáng)度、較高耐蝕性、良好焊接性 的管線鋼是 管道運(yùn)輸 的基礎(chǔ) 。 近年油氣勘探越來(lái)越 深入到環(huán)境 氣候惡劣的沙漠 及 海洋 地區(qū)，對(duì)管線鋼的性能提出了更高的要求 ，并因此 開發(fā)了 一系列 具有抗大應(yīng)變性能 的高等級(jí) 管線鋼 。 然而伴隨 著 管線鋼 的大量應(yīng)用，應(yīng)力腐蝕開裂 （ SCC） 問(wèn)題 日益凸顯 ， 每年給石油天然氣行業(yè) 帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。 導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的最主要因素是材料表面 殘余拉 應(yīng)力， 而 超聲波表面滾壓加工 （ USRP） 作為國(guó)內(nèi)新興技術(shù) 能夠極大程度的消除表面殘余拉應(yīng)力，并 在材料 表面 引 入殘余壓 應(yīng)力層 。因此針對(duì)超聲表面滾壓加工 （ USRP） 對(duì)于管線鋼殘余應(yīng)力影響的研究就十分必要。 實(shí)際超聲表面滾壓加工設(shè)備費(fèi)用較高，測(cè)試殘余應(yīng)力方法和步驟也較為繁雜 ， 而通過(guò)有限元 數(shù)值模擬 分析研究殘余應(yīng)力被證明是行之有效的方法， 因此采用商業(yè)軟件ABAQUS 進(jìn)一步 對(duì) USRP 過(guò)程 進(jìn)行 有限元數(shù)值模擬 是一種更為實(shí)用有效的 辦法 。 一、 管線鋼的發(fā)展情況 管線鋼發(fā)展趨勢(shì) 二十一世紀(jì)石油天然氣工業(yè)飛速發(fā)展， 管線鋼的需求量 急劇 增加 ，預(yù)計(jì)未來(lái) 10 到15 年 ， 我國(guó)共需各類油氣輸送干線用鋼管約 1000 104t[3]。隨著海上油氣田、極地油氣田等腐蝕環(huán)境油氣田的開發(fā)，對(duì)管線鋼的強(qiáng)疲勞性能、韌性、耐蝕性能、抗斷裂性能、焊接性能和強(qiáng)度等 性能 提出了更高的要求。 管線鋼的發(fā)展在國(guó)際上正引起越來(lái)越多的重視。 隨著 鋼鐵 冶金技術(shù)的進(jìn)步 ，微合金成分設(shè)計(jì)、純凈鋼冶煉技術(shù)以及 TMCP 軋制技術(shù) 使得高性能管線鋼的 快速 發(fā)展成為可能 [2]。 如今 管線鋼 的設(shè)計(jì)和 生產(chǎn)流程 均 采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 。 其發(fā)展 方向主要有高強(qiáng)度、高韌性管線鋼、超純凈管線鋼、易焊管線鋼和高抗蝕 管線鋼 [1]。 1 高強(qiáng)度、高韌性管線鋼 主要包括針狀鐵素體鋼、超低碳貝氏體鋼和超細(xì)晶粒鋼。針狀鐵素體鋼出現(xiàn)于 70年代，含碳量低于 %，主要成分為 CMnNbMo， 其組織為針狀鐵素體 ，具有較高的屈服強(qiáng)度和抗 裂紋擴(kuò)展性能 。 超低碳貝氏體鋼主要成分為 CMnNbMoBTi，組織 為完全貝氏體，具有優(yōu)良的低溫韌性和焊接性 ，屈服強(qiáng)度可達(dá) 700~800MPa。 超細(xì)晶粒鋼中 國(guó)石油大學(xué)（華東）本科 學(xué)位論文開題報(bào)告 及 文獻(xiàn)總結(jié) 2 的有效晶粒尺寸為 1~3μ m，具有較強(qiáng)的強(qiáng)韌性。 2 超純凈管線鋼 超純凈管線鋼含有較少的非金屬夾雜物， S、 P 等雜質(zhì)含量遠(yuǎn)低于其他鋼種，避免了層狀撕裂、氫致開裂、熱裂紋等 缺陷 的 產(chǎn)生 。 3 易焊管線鋼 易焊管線鋼具有優(yōu)良的焊接性，可分為焊接無(wú)裂紋鋼 和焊接 高熱 輸入鋼 。 其中焊接無(wú)裂紋鋼的 碳含量約為 %，甚至達(dá)到 %。較低的含碳量降低了淬硬性，從而抑制了冷裂紋的產(chǎn)生。 4 高抗蝕管線鋼 高抗蝕管線鋼具有較強(qiáng)的抗應(yīng)力腐蝕和抗氫致裂紋的能力 高等級(jí)管線鋼發(fā)展?fàn)顩r 為降低 管線工程的建設(shè)成本，滿足特殊環(huán)境下管線運(yùn)輸?shù)囊螅鲊?guó)開始針對(duì)高等級(jí)管線鋼進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。 TMCP、 HTP、 HOP 等 技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了高等級(jí)管線鋼的發(fā)展。目前的高等級(jí)管線鋼種類主要包括超高強(qiáng)度管線鋼、抗大應(yīng)變管線鋼、抗 H2S 管線鋼和海底管線用鋼 [2]。 1 超高強(qiáng)度管線鋼 目前的 超高強(qiáng)度鋼主要包括 X100 和 X120 鋼。通過(guò)提高鋼的強(qiáng)度可以顯著降低鋼管的壁厚，從而降低運(yùn)輸費(fèi)用，極大節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。 X100 鋼的成分特點(diǎn)為低碳、高錳，同時(shí)含有一定量的鈮，具有較高的強(qiáng)度、韌性和良好的焊接性。 X120 管線鋼的成分在低碳的同時(shí)還加入了硼，采用 TMCP 鋼，通過(guò) IDQ（軋制后淬火）獲得，具有高強(qiáng)度的同時(shí)還具有高韌性。 2 抗大應(yīng)變管線鋼 在一些地震多發(fā)和高寒地區(qū)，管線鋼極易發(fā)生塑性變形?；诖藛?wèn)題，提出了新的設(shè)計(jì)管線鋼概念“應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)法”
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