【文章內(nèi)容簡介】 詢價韓國及寶鋼，報價為FOB每噸350美元，相當(dāng)于Camp。F每噸400美元，為此生產(chǎn)出螺旋焊管相當(dāng)于每噸500美元。早些時候日本報生產(chǎn)UOE管用厚板為FOB每噸360～365美元，估計生產(chǎn)UOE管成本500美元/噸。因此，為了建設(shè)工程安全，西氣東輸工程可能用UOE管來取代螺旋焊管。有的低壓輸送油氣管目前還在使用螺旋焊管，這是因其價格低廉，但當(dāng)然要求螺旋焊管提高質(zhì)量。這也是管型轉(zhuǎn)換時期直縫埋弧焊管（LSAW）及螺旋埋弧焊管（SSAW）同時并存的現(xiàn)象。、直縫埋弧焊管（LSAW）由于管道輸送流體較其它方式更為經(jīng)濟、全世界石油和天然氣工業(yè)中的管道運輸發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計1995年世界油氣管道干線總長約為160萬km，其中天然氣管道占50％。進入90年代以來，全球管道建設(shè)持續(xù)發(fā)展，～，新建原油干線2000～3000km。與此同時，國外對用于油氣輸送管道的焊接鋼管質(zhì)量的要求也越來越高?？筛爬橐韵聨c：絕大多數(shù)油氣管道要求使用埋弧直縫焊接鋼管(1)直縫焊管的可靠性更高。例如，～。(2)直縫焊管的內(nèi)在質(zhì)量和幾何精度優(yōu)于螺旋埋弧焊管。直縫焊管是在平面上進行焊接，因而焊接條件、自動跟蹤、無損檢驗都優(yōu)于螺旋焊管。這就使焊縫高度低，內(nèi)外焊縫重合精度高。且焊縫區(qū)域易于退火，使焊縫及熱影響區(qū)的金相組織得到改善。而且易于采用擴徑工藝，提高鋼管的幾何尺寸精度。(3)直縫焊管比螺旋焊管焊縫縮短60％，焊縫缺陷出現(xiàn)的概率低。(4)直縫焊管壁厚范圍6～31mm或更大。螺旋焊管最大壁厚只能達到16～18mm。(5)直縫焊管成型后應(yīng)力狀態(tài)好，且對母材表面劃痕輕。(6)直縫焊管的母材為單張控軋鋼板，可100％進行無損探傷。螺旋焊管母材為熱軋鋼板卷，無法對母材進行100％無損探傷。 由于這些原因，國外直縫焊管的應(yīng)用大幅度增加。例如，在1970年至1980年的十年中，全球(不包括中國)共鋪設(shè)了直徑φ600～1200mm的油氣輸送管道7萬km多，其中埋弧直縫焊管占55％，ERW直縫焊管占38％，；埋弧螺旋焊管只占4％～7％。一些公司甚至在其企業(yè)標準中限定在一定尺寸范圍內(nèi)的油氣長輸管道必須使用直縫焊管。直縫埋弧焊管成型工藝有UOE、RBE及JCOE三種。UOE的投資費用較后兩種約高7～9倍，但生產(chǎn)率也高7～9倍，質(zhì)量也高；RBE及JCOE二種方法投資約在1200～1500萬美元左右，產(chǎn)量根據(jù)管的直徑大小及壁厚的尺寸不同而有差異，一般在年產(chǎn)10萬t左右。、直縫高頻焊管（ERW）電阻焊具有生產(chǎn)率高、成本低、尺寸精度好、外形美觀等諸多優(yōu)點，就是將熱軋卷板，經(jīng)過連續(xù)輥式成形機成型后，利用高頻電流所產(chǎn)生的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的基礎(chǔ)上，利用高頻電流所產(chǎn)生的電阻熱將管坯對接邊緣加熱熔化，在擠壓輥的作用下而熔合的工藝過程。其特點為熱量高度集中，使熱影響區(qū)尺寸較?。粺o填充金屬，不能利用添加合金元素來改善焊接區(qū)性能；加熱溫度高，時間短、焊接溫度梯度大、易產(chǎn)生硬化相和較大的焊接應(yīng)力。這些特點使焊接區(qū)域往往成為其性能、尤其是韌性的薄弱環(huán)節(jié)。 ERW于1956年開始使用，已隨著高純凈優(yōu)質(zhì)鋼材的冶煉、制造技術(shù)、熱處理技術(shù)、檢測技術(shù)等質(zhì)保體系的完善而不斷提高其應(yīng)用范圍，尤以成本低而著稱。在過去的年代中，由于焊縫可靠性差，故而在使用范圍上受到很大限制。但在近十余年來，尤其是近若干年來在以下幾個方面技術(shù)上有巨大突破：(1)對ERW鋼管的焊接機理等方面的研究取得可喜成就，并以此理論為指導(dǎo)進行各焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化。由于近年來自控技術(shù)的進步，對所有優(yōu)化參數(shù)可用自控技術(shù)給與保證，使焊縫質(zhì)量大為提高；(2)在技術(shù)上解決了在生產(chǎn)線上連續(xù)進行焊縫退火技術(shù)。此技術(shù)早期曾出現(xiàn)退火部位偏離焊縫區(qū)的現(xiàn)象，近若干年又采取了瑩光線定位技術(shù)，使退火嚴格在規(guī)定部位進行，從而使焊縫質(zhì)量進一步提高；(3)早期ERW鋼管焊縫區(qū)的韌脆轉(zhuǎn)變溫度FATT值比母材高出甚多，最高可差40～50℃。采用以上技術(shù)后情況已大有改善，但仍有相當(dāng)差值，但近若干年由于冶金技術(shù)的進步，焊管母材的FATT值可低至－70～－80℃以下，這樣即使二者有一定差值，仍能滿足用戶要求。(4)毛刺清除技術(shù)的發(fā)展，使得可以清除內(nèi)外毛刺，使外觀上看不見焊縫。前三項技術(shù)使焊縫物理性能與母材趨于一致或相近，人們將上述四項技術(shù)稱之為無縫化技術(shù)。這在國內(nèi)尚有爭論，但其內(nèi)涵是一種技術(shù)進步的簡稱而已。(5)由于自動化及超聲波檢測技術(shù)的提高，使超聲波自動跟蹤在線檢測得以實現(xiàn)，從而使焊縫由于漏檢而形成缺陷的概率進一步減少。目前國際上ERW鋼管直徑尺寸范圍為24in(610mm)以下，而日本川崎制鐵可生產(chǎn)ERW鋼管直徑達26in(660mm)。國際上直縫埋弧焊管道最小直徑一般由26in開始，UOE直縫埋弧焊管道直徑最大可達64in(1626mm)。近年來國際上傾向于直徑在24in以下用ERW鋼管。因為小于24in，雙面埋弧的內(nèi)焊由于設(shè)備所限，而且人工補焊也困難。直縫焊管對熱軋板（卷）技術(shù)性能的要求在許多工業(yè)發(fā)達國家，管道工業(yè)的發(fā)展在很大程度上帶動了冶金工業(yè)及制管工業(yè)。長輸管道用材特別是天然氣輸?shù)拦芗按逵貌氖卿摬募夹g(shù)含量最高的。在一定程度代表了一個國家冶金工業(yè)的水平。西氣東輸制管用的鋼板鋼帶應(yīng)當(dāng)是超純凈、低C、低S、低P、微合金化的控軋控冷管線專用焊接結(jié)構(gòu)鋼，它具有高強度（）、高韌性和良好的可焊性；低溫下的斷裂抗力和抗氫致裂能力；其化學(xué)成分、力學(xué)性能、材質(zhì)均勻性以及板型公差等比X65鋼級板(帶)均提高了一個檔次。這主要體現(xiàn)在提高鋼管強度的同時，必須相應(yīng)提高韌性。特別是高壓輸氣用鋼管，必須有很高的夏比沖擊韌性（CVN），鋼管一般的CVN應(yīng)為100110J，富氣輸送時要求CVN190J。同時，必須抗氫致開裂HIC（Hydmgen Induced Crack）。提高管線鋼抗HIC能力的措施有成分設(shè)計、冶煉控制、連鑄工藝、控軋控冷等四個方面。展開來說，主要有三點：①提高鋼的純凈度。采用精料及高效鐵水預(yù)處理（三脫）及復(fù)合爐外精煉，達到S≤%，P≤%，[O] ≤20ppm，[H] ≤。同時采用Ca處理；②晶粒細化。主要通過微合金化和控軋工藝使晶粒充分細化，提高成分和組織的均勻性。為此，鋼水和連鑄過程要電磁攪拌；連鑄過程采用輕壓下技術(shù)；多階段控制軋制及強制加速冷卻工藝；TiO處理，使鋼獲得優(yōu)良的顯微組織和超細晶粒，最終組織狀態(tài)是沒有帶狀珠光體的針狀鐵素體或貝氏體。③盡量降低含量C量（C≤%），控制Mn含量，并添加Cu和Ni。從煉鋼來看，寶鋼、武鋼、鞍鋼、攀鋼、太鋼等企業(yè)能生產(chǎn)不同等級的管線鋼種，目前國內(nèi)能生產(chǎn)X4X5X60、X6X70等，X70目前在試用。管線鋼國產(chǎn)化程度大幅度提高，產(chǎn)品質(zhì)量有了顯著的改進，產(chǎn)品的成份控制、強度、韌性、晶粒度、焊接性能等均已接近或達到國外同類產(chǎn)品的水平。但是，同西氣東輸工程的要求，同國外先進產(chǎn)品相比，特別是管線鋼板的生產(chǎn)來看，差距頗大，它將是影響我國直縫埋弧焊管發(fā)展的重要因素。目前中國石油設(shè)備總公司(CPMEC)向日本(新日鐵、日本鋼管、住友金屬)和韓國浦項制鐵訂購UO管及中厚鋼板達66萬噸。因此，我國盡快建設(shè)高水平的管線鋼板生產(chǎn)線是必要的。直縫焊管對熱軋板（卷）有相當(dāng)高的技術(shù)要求，稱之為管線板（卷）。、主要性能特征、強度油氣管道發(fā)展的趨勢是采用大管徑、高壓輸送，這種發(fā)展趨勢只有通過提高鋼的強度或增加鋼管的壁厚才能解決，同管徑鋼管采用微合金高強鋼比普鋼加價約5～10％，但可使鋼管自重減少約重1/3，制造和焊接過程容易、敷設(shè)費用降低。一般采用高強鋼管，僅為同樣壓力與管徑鋼管成本的一半或多一些，且管壁減薄、脆性斷裂的可能性減少。故從經(jīng)濟性和安全性考慮，一般均選擇提高鋼管的強度，而不是增加鋼管的壁厚。涉及強度指標主要有抗拉強度σb、屈服強度σs等。各標準所提供的屈服強度是指該鋼種的最小屈服應(yīng)力（即保證值），屈服強度是強度計算的基本數(shù)據(jù)。一般按此來進行諸如直管段壁厚的計算。各種管材均按屈服強度來確定壁厚，換言之選用管材鋼號是按屈服強度來表示的。如X5σs最小值應(yīng)為360MPa，X70此值為485MPa。強度并非愈高愈好，強度高、壁厚降，此時厚度直徑比減小，剛度則降低。、屈強比鋼管的屈強比（屈服強度與抗拉強度之比）表示鋼材的塑性變形能力，即材料從屈服到最后斷裂過程中材料的強度和變形能力。，這對低強鋼種并不困難，當(dāng)今微合金化和控軋過程明顯提高了鋼的屈服強度，但對抗拉強度的影響較小。故近年提出了按強度級別來規(guī)定屈強比的限定值，～。實際中用戶對鋼管屈強比會提出更嚴格的要求。、包辛格效應(yīng)與形變硬化板材在制管成形過程中將會產(chǎn)生形變硬化，可用其形變硬化指數(shù)來量度，表示了該管材抵抗繼續(xù)塑性變形的能力。對于X65及其以下鋼級的應(yīng)力應(yīng)變曲線有較大的屈服伸長，而其大直徑鋼管成形應(yīng)變量一般為2～3％，故這類鋼材在成形過程中不出現(xiàn)明顯的形變硬化現(xiàn)象。板材在制管成形過程中和隨后壓平拉伸試樣的制作和拉伸試驗過程中，經(jīng)受了拉、壓反復(fù)應(yīng)變。其板材經(jīng)預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形，而后再同向加載，屈服強度升高；反向加載、屈服強度降低的現(xiàn)象稱之為包辛格效應(yīng)。一般管線鋼因包辛格效應(yīng)而使屈服強度的損失可達15％左右。對于鋼板在制管和檢測過程中會經(jīng)多次冷變形，從而發(fā)生形變硬化和包辛格效應(yīng)。同樣對于熱軋帶鋼卷制管，其帶鋼要經(jīng)過出廠卷捆，有的還要因測試而松捆、再卷捆分包后發(fā)運，在其后制管中的諸工序，如松卷、展平、成形、試壓以及壓平再行拉伸測試等，均是形變硬化和包辛格效應(yīng)交替進行的過程。相應(yīng)會導(dǎo)致鋼管屈服強度降低或升高。、伸長率伸長率即斷后伸長率，是對鋼材塑性的一種量度。伸長率是以鋼材在拉伸試驗時，試樣被拉斷后，標距的伸長與原標距的百分比。一般鋼材的屈服強度愈低，則伸長率愈大、標志該鋼材的塑性愈好。相應(yīng)伸長率大制管成形好、易于焊接加工。、韌性管材的韌性即鋼管在塑性變形和斷裂全過程中所吸收的能量。韌性總是和斷裂相聯(lián)系，足夠的韌性可以延緩或阻止管線斷裂事件的進程。鋼材的斷裂韌性，系指含缺陷(如裂紋等)的鋼材在破斷前吸收能量和塑性變形的能力，斷裂韌性與鋼管的化學(xué)成分(包括合金元素含量)、加工工藝(如熱軋管、冷卷管、焊接、熱處理等)、材料厚度及其方向性等有關(guān)。一般應(yīng)盡可能降低鋼中碳、硫、磷的含量，適當(dāng)添加鈮、釩、鈦等合金元素，采用控制軋制，控制冷卻等工藝，使鋼材的純凈度提高、材質(zhì)均勻、晶粒細化、則可以提高鋼的韌性及其強度。為保證管線的安全可靠性，在管線的設(shè)計中要考慮防止管線在正常運行時發(fā)生斷裂，同時還應(yīng)考慮管線一旦發(fā)生斷裂，應(yīng)在短的擴展路程范圍內(nèi)止裂，以盡量減少損失。對于管線斷裂可分為韌性斷裂和脆性斷裂。韌性斷裂又稱剪切斷裂，一般是在過大拉應(yīng)力和裂紋等缺欠同時存在的條件下，由細小的裂紋逐漸擴展而最終造成斷裂，其斷裂斷面特征是呈暗灰色纖維狀。脆性斷裂又稱解理斷裂，它是由低溫、應(yīng)力和裂紋缺陷三種條件共同作用所造成，且其斷裂往往在遠低于鋼材屈服強度下突然發(fā)生，斷裂后的斷裂面呈發(fā)亮的結(jié)晶狀。特別是高強度、厚壁、韌性低的管材在低溫、高應(yīng)力使用條件下容易發(fā)生斷裂。為了防止管線在工作條件下斷裂，可從消除管線裂紋缺陷和提高管材斷裂韌性兩個方面入手。對前者屬于制管和施工應(yīng)防止的；后者則應(yīng)從選擇管線用鋼、提高鋼材斷裂韌性來防止管線斷裂。因此，具體可從兩個渠道著手，一是要保證管線不發(fā)生脆性斷裂條件下，不產(chǎn)生焊接缺陷，且具優(yōu)良使用性能，則焊接性優(yōu)良。如必須采用較復(fù)雜的焊接工藝方能實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)焊接時，其焊接性相對較差。鋼管的可焊性既與焊接工藝條件有關(guān)，也與鋼管的材質(zhì)有關(guān)。而后者主要取決于鋼的化學(xué)成分，它對焊接熱影響區(qū)的淬硬及冷裂傾向有直接影響，因此可以利用鋼材的化學(xué)成分來分析其冷裂敏感性。鋼材各種元素組成中，碳對鋼材冷裂敏感性影響最為顯著，故可將各種元素對鋼材冷裂敏感性的影響都按相當(dāng)于若干含碳量折合并疊加以求得所謂碳當(dāng)量(CE或CEV)，故可用CEV或CE來估算鋼材冷裂傾向的大小。碳當(dāng)量的計算方法較多，國際焊接學(xué)會(ⅡW)用以判定產(chǎn)生延遲裂紋(也稱冷裂紋)傾向的碳當(dāng)量計算式如下：CEV = C + Mn/6 +(Cr+Mo+V)/5 +(Cu+Ni)/15此式一般適用于中、高強度的非調(diào)質(zhì)低合金高強鋼。式中各種成分均以重量百分數(shù)表示，其中鋼的百分含量中尚可包括鈮(Nb)、鈦(Ti)的百分含量。鋼管在一般焊接條件下，焊口是快速冷卻的，鋼的硬化，尤其在緊靠焊縫受熱影響的粗粒區(qū)內(nèi)，焊接會對這些成分產(chǎn)生影響。公式中分母數(shù)值提供了關(guān)于焊口及其熱影響區(qū)內(nèi)金屬硬化方面各元素的含量起作用的程度。對X60、X70鋼級。碳當(dāng)量最大值、壁厚和熱輸入常被用于確定預(yù)熱溫度和道次間焊接的溫度。碳當(dāng)量的精確表達式是Pcm參數(shù)，又稱冷裂紋敏感系數(shù)Pcm = C + V/10 + Mo/15 +(Cr+Mn+Cu)/20 + Si/30 + Ni/60 + 5B此式適用化學(xué)成分范圍：C ～％；V 0～％；Mo 0～％；Mn ～％；Cu 0～％；Si 0～％；Ni 0～％；B 0～％；Nb 0～％；Ti 0～％。它的建立是為了預(yù)測氫致開裂的敏感性。材料應(yīng)具有足夠低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度(對于某種鋼材，其斷裂韌性在一定溫度范圍內(nèi)是隨其使用溫度的降低而降低，當(dāng)溫度低到某一臨界溫度附近時，韌性便會出現(xiàn)突然下降的現(xiàn)象。即在這一溫度下，鋼材從韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔眩@一溫度稱之為鋼材的韌脆轉(zhuǎn)變溫度)，可以鋼材的落錘撕裂試驗(DWTT或DWT試驗)的剪切面積作為防止管道脆性破壞的主要控制指標。一般規(guī)范要求在最低運行溫度下試樣斷口剪切面積應(yīng)大于85％；二是要保證管道一旦發(fā)生斷裂不產(chǎn)生長距離的擴展，即