張偉衛(wèi)　李　鶴　池　強　趙新偉　霍春勇　齊麗華李炎華　楊　坤

1.中國石油集團石油管工程技術研究院　2.石油管材及裝備材料服役行為與結構安全國家重點實驗室

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外徑1422mm的X80鋼級管材技術條件研究及產品開發(fā)

張偉衛(wèi)1,2李鶴1,2池強1,2趙新偉1,2霍春勇1,2齊麗華1,2李炎華1,2楊坤1,2

1.中國石油集團石油管工程技術研究院2.石油管材及裝備材料服役行為與結構安全國家重點實驗室

張偉衛(wèi)等.外徑1 422mm 的X80鋼級管材技術條件研究及產品開發(fā).天然氣工業(yè)，2016,36(6):84-91.

摘 要為了滿足中俄東線天然氣管道工程380×108m3/a超大輸氣量的要求，大口徑、厚壁、高鋼級鋼管便成為了主要選擇。為此，結合該管道工程用外徑為1 422mm的X80鋼管材技術條件的研究制訂過程，對國內外管線鋼管技術標準進行了對比分析，同時對外徑為1 422mm X80鋼管材技術條件中的化學成分和止裂韌性等關鍵技術指標及制訂過程進行了分析探討，并對外徑為1 422mm X80鋼管的開發(fā)過程及產品性能進行了介紹。通過生產試制和產品檢測，證明現有技術條件合理有效地解決了化學成分控制、斷裂控制、產品焊接穩(wěn)定性等技術問題，不僅滿足了工程要求，而且也適應生產情況，可以保障中俄東線天然氣管道的本質安全。該研究成果可為中俄東線建設外徑為1 422mm X80鋼天然氣管道提供技術支撐，同時對于其他天然氣管道工程技術條件的制訂也具有指導意義。

關鍵詞中俄東線天然氣管道工程1 422mm外徑X80 管線鋼管技術條件技術指標化學成分止裂韌性焊接

近年來，隨著天然氣需求量的日益增加，我國油氣管道特別是天然氣管道建設進入了一個新的高峰期，大口徑、厚壁、高鋼級鋼管成為管道建設的主要選擇[1-2]。在“十一五”期間中國石油天然氣集團公司（以下簡稱中石油）正式立項開展了外徑為1 219mm的X80管線鋼前期先導技術研究，取得了一些成果，制訂了一系列外徑為1 219mm的X80鋼管材技術條件，并用于“西氣東輸”二線等天然氣管線建設中。就當時全球已經建成和正在建設的天然氣高壓長輸管道而言，不論鋼級、長度、管徑、壁厚還是輸送壓力，“西氣東輸”二線工程都堪稱世界之最[3]。

2014年5月，中石油與俄羅斯天然氣公司正式簽署了《中俄東線管道供氣購銷協議》，約定從2018年起，俄羅斯開始通過中俄東線天然氣輸送管道向中國供氣。為了滿足中俄東線380×108m3/a超大輸氣量的要求，中石油通過對外徑為1 422mm的X80鋼管線應用技術的攻關，形成了第三代大輸量天然氣管道應用配套技術，并決定在國內737km的中俄東線黑河—長嶺段干線首次使用外徑為1 422mm的X80鋼管。

管線鋼的質量是保證管線安全的最基本也是最關鍵的因素之一，鋼管訂貨技術條件是鋼管生產、檢驗和驗收的依據，確定其合理的技術要求對保證管線的安全可靠性、經濟性和可行性是非常重要的。受中國石油管道項目經理部的委托，中國石油集團石油管工程技術研究院負責研究、制訂了中俄東線天然氣管道工程用外徑為1 422mm的X80管線鋼、鋼管系列技術條件。筆者對中俄東線天然氣管道工程用外徑為1 422mm的X80管線鋼、鋼管系列技術條件制訂過程中的幾個關鍵問題進行了論述，并對其開發(fā)過程及產品性能進行了介紹。

1　國內外相關管線鋼標準對比分析

油氣輸送管道用鋼管技術標準可分為國際標準、國家標準、行業(yè)標準和企業(yè)標準等。如ISO 3183屬國際標準，GB/T 9711是國家標準，API SPEC 5L可認為是行業(yè)標準，中國石油發(fā)布的Q/SY 1513以及中國石油管道建設項目經理部發(fā)布的Q/SY GJX 149—2015等是企業(yè)標準。

目前在我國使用的陸上油氣輸送鋼管基礎標準主要有API SPEC 5L、ISO 3183和GB/T 9711等。中國石油在吸收國內外技術標準研究成果的基礎上，還形成了自己的油氣輸送鋼管技術標準體系，經常使用的通用技術標準有Q/SY 1513和CDP-S-NGP-PL-006等，此外根據不同的工程需求，還制訂了大量的工程技術條件，如“西氣東輸”二線天然氣管道工程用管材技術條件和中俄東線天然氣管道工程用管材技術條件等。

ISO 3183是國際標準化組織制訂的石油天然氣工業(yè)管道輸送系統用鋼管標準，被GB/T 9711等同采用。由于GB/T 9711的采標修訂工作受管理因素限制，更新較ISO 3183慢，目前等同采用ISO 3183：2007版本。API SPEC 5L是美國石油學會制訂的一個被普遍采用的規(guī)范。上述標準或規(guī)范兼顧了管線鋼的技術要求與制造廠實際生產的可行性，但相對管線與制管技術的發(fā)展，這些標準或規(guī)范中的技術要求顯得比較寬松，許多條款僅給出了原則性能要求，具體指標不明確。因此已經很少單獨用于管線項目。

目前，世界上大多數石油公司都習慣采用API SPEC 5L作為管線鋼管采購的基礎規(guī)范，在該規(guī)范基礎上，根據當地實際情況或管線工程的具體要求，制訂補充技術條件。中國石油的管線鋼管通用技術標準Q/SY 1513、CDP-S-NGP-PL-006等就是以API SPEC 5L《管線管規(guī)范》為基礎，吸收了國內外管線鋼和工程經驗編制而成，具有很強的實用性和可行性，但由于是通用技術條件，有些指標，如化學成分、夏比沖擊功（CVN）等要求比較寬松，需要根據具體工程情況進一步確定。

在具體技術指標方面，GB 9711—2011、ISO 3183:2012、API 5L:2012等標準的最大適用管徑包括1 422mm，化學成分指標要求較為寬松，其技術指標要求只滿足一般鋼管的最基本要求，如要求C含量（質量分數，下同）不大于0.12%，Si含量不大于0.45%，其他合金元素范圍也非常寬泛[4-6]，沒有考慮現場焊接對化學成分的要求，缺乏工程應用指導意義。CVN要求3個試樣最小平均值為54 J，僅能滿足管體材料不發(fā)生啟裂失效的最基本要求，不能滿足鋼管自身止裂要求，因而不能保證長輸管道的本質安全。

中國石油企業(yè)標準Q/SY 1513.1—2012 《油氣輸送管道用管材通用技術條件 第1部分：埋弧焊管》最大適用管徑為1 219mm，最高適用鋼級為X80，理化性能指標基本與ISO 3183、GB/T 9711和API SPEC 5L：2012相同，區(qū)別在于Q/SY 1513.1—2012中碳當量不要求CEIIW指標（表1）。夏比沖擊韌性只給出了確定方法（沖擊功值要求應按API SPEC 5L的附錄G確定），沒有給出具體數值，需要根據具體工程進行計算或試驗驗證確定。

表1　Q/SY 1513.1-2012對X80管線鋼化學成分的要求表

中俄東線天然氣管道工程用管材技術條件則是在Q/SY 1513基礎上，借鑒了API SPEC 5L：2012的最新成果，結合中俄東線工程的具體特點，對外徑為1 422mm管線鋼及鋼管的各項關鍵技術指標進行研究攻關，主要針對近年來管線工程的熱點問題，確定了更為嚴格的化學成分指標，計算并驗證了鋼管的CVN值，規(guī)定了夾雜物評定標準等，此外，還對管材和板材的試驗檢驗方法和要求進行了優(yōu)化，提出了更嚴格的制造、檢驗程序和更科學合理的質量控制措施。如化學成分要求C含量不大于0.07%，Mn含量不大于1.85%，Nb、Mo、Ni含量等根據螺旋縫埋弧焊管和直縫埋弧焊管管型的不同分別有不同的要求，有效地解決了現場焊接質量的穩(wěn)定性問題。關于CVN指標，采用了Battelle雙曲線（BTC）方法進行了理論計算，并利用近年來管道斷裂控制技術研究的最新成果，采用Leis-2、Eiber和TGRC2等多種修正方法進行修正[7]，同時通過全尺寸氣體爆破試驗進行了驗證。

中俄東線天然氣管道工程用外徑為1 422mm 的X80鋼管材技術條件還明確了試驗樣品的加工要求，如板卷力學性能試驗樣品要求與板卷軋制方向成20°取樣，拉伸試驗采用直徑為12.7mm的圓棒試樣。

此外，通過研究，中俄東線天然氣管道工程用外徑為1 422mm的X80鋼管材技術條件還規(guī)定了嚴格的非金屬夾雜物驗收極限。針對夏比沖擊試驗中普遍存在的斷口分離問題，增加了夏比沖擊試樣斷口分離程度分級方法，針對鋼管管端非分層缺陷檢測問題，增加了非分層缺陷的檢測和驗收方法等。

2　外徑為1422mm的X80鋼管材技術條件制訂中的幾個關鍵問題

2.1化學成分

自“西氣東輸”二線管道工程開始，我國X80管線鋼的生產和應用越來越多，隨著鋼鐵冶金技術的進步，為了降低生產成本，國內各鋼鐵企業(yè)根據自身的特點，開發(fā)出了多種合金體系的管線鋼，不同鋼鐵企業(yè)生產的管線鋼化學成分差別很大，甚至同一企業(yè)在不同階段生產的管線鋼的化學成分也有很大的差異[8]。這種化學成分的較大差異，會降低焊接工藝和焊材的適用性，縮小現場焊接的工藝窗口，增加管線焊接的難度，造成焊縫力學性能波動加劇，從而給管道的服役安全帶來隱患，對于壁厚超過20mm的X80管線鋼，這一問題尤為突出。為了解決這一難題，在中俄東線天然氣管道工程用外徑為1 422mm的X80管材技術條件制訂過程中，對化學成分指標進行了大量的試驗研究工作，目標就是限定中俄東線天然氣管道工程用管線鋼的化學成分波動范圍，制訂經濟、科學的化學成分指標，從而穩(wěn)定管線鋼質量和現場焊接工藝窗口。

2.1.1碳、錳、鈮

化學成分對管線鋼的顯微組織、力學性能和焊接性能有著重要的影響。通過研究，決定外徑為1 422mm X80管線鋼采用低C、Mn的成分設計，并加入適量的Mo、Ni、Nb、V、Ti、Cu、Cr等元素。煉鋼時鋼材應采用吹氧轉爐或電爐冶煉，并進行爐外精煉，并采用熱機械控軋工藝（TMCP）生產，最終管線鋼的晶粒尺寸達到10級以上，從而保證生產出具有良好的強韌性、塑性和焊接性的管線鋼。

對“西氣東輸”二線等天然氣管道工程用X80鋼管的化學成分及焊接結果進行研究分析發(fā)現，管線鋼中C、Mn、Nb的劇烈波動（圖1～3），對焊接性能影響具有較大的影響。

圖1　X80鋼管的C含量分布統計圖

圖2　X80鋼管的Mn含量分布統計圖

圖3　X80鋼管的Nb含量分布統計圖

在管線鋼中C是增加鋼強度的有效元素，但是它對鋼的韌性、塑性和焊接性有負面影響[9]。降低C含量可以改善管線鋼的韌脆，轉變溫度和焊接性，但C含量過低則需要加入更多的其他合金元素來提高管線鋼的強度，使冶煉成本提高[10]。綜合考慮經濟和技術因素，C含量應控制在0.05%～0.07%。

為保證管線鋼中低的C含量，避免引起其強度損失，需要在管線鋼中加入適量的合金元素，如Mn、Nb、Mo等。Mn的加入引起固溶強化，從而提高管線鋼的強度。Mn在提高強度的同時，還可以提高鋼的韌性，但有研究表明Mn含量過高會加大控軋鋼板的中心偏析，對管線鋼的焊接性能造成不利影響[11]。因此，根據板厚和強度的不同要求，管線鋼中錳的加入量一般是1.1%～2.0%。Nb是管線鋼中不可缺少的微合金元素，能通過晶粒細化、沉淀析出強化作用改善鋼的強韌性。但有研究表明Nb對阻止焊接熱影響區(qū)晶粒長大和改善熱影響區(qū)韌性并不十分有效，這是因為在焊接峰值溫度下，Nb的碳、氮化物的熱穩(wěn)定性尚有不足[11]。較低的Nb含量，在焊接熱循環(huán)過程中不能有效抑制熱影響區(qū)奧氏體晶粒長大，最終導致相變時產生大尺寸的塊狀M/A和粒狀貝氏體產物，使韌性惡化。過高的Nb含量，在焊接熱循環(huán)過程中會導致較大尺寸的沉淀析出，同時使晶粒均勻性惡化，也會損害熱影響區(qū)韌性[12-13]。研究結果表明，Nb的加入量一般控制在0.03%～0.075%比較合理。

通過大量實驗研究、工業(yè)試制分析和專家組研討，認為外徑為1 422mm、X80管線鋼的Mn含量最高不宜大于1.85%，Nb的含量應控制在0.04%～0.08%之間。圖4、5給出了按最新技術條件工業(yè)試制的外徑為1 422 mmX80鋼管的環(huán)焊縫及熱影響區(qū)在-10 ℃下的CVN值，可以看出其合格率超過97%。

圖4　外徑為1 422 mmX80鋼管環(huán)焊縫的CVN分布圖

圖5　外徑為1 422 mmX80鋼管熱影響區(qū)的CVN分布圖

2.1.2其他合金元素

Ti是強的固N元素，在管線鋼中可形成細小的高溫穩(wěn)定TiN析出相。這種細小的TiN粒子可有效地阻礙再加熱時奧氏體晶粒長大，有助于提高Nb在奧氏體中的固溶度，同時對改善焊接熱影響區(qū)的沖擊韌性有明顯作用。研究表明 Ti/N的化學計量比為3.42左右，利用含量為0.02%左右的Ti就可以固定鋼中含量為0.006%的N。管線鋼中的N含量一般不超過0.008%。因此技術條件中Ti的含量規(guī)定控制在0.025%以下。

Cr、Mo是擴大γ相區(qū)，推遲α相變時先析鐵素體形成、促進針狀鐵素體形成的主要元素，對控制相變組織起重要作用，在一定的冷卻條件和終止軋制溫度下超低碳管線鋼中加入0.15%～0.35%的Mo和低于0.35%的Cr就可獲得明顯的針狀鐵素體及貝氏體組織，通過組織的相變強化提高鋼的強度。

Cu、Ni可通過固溶強化作用提高鋼的強度，同時Cu還可以改善鋼的耐蝕性，Ni的加入主要是改善Cu在鋼中易引起的熱脆性，且對韌性有益。在厚規(guī)格管線鋼中還可補償因厚度的增加而引起的強度下降。一般管線鋼中銅含量低于0.30%，鎳含量低于0.5%。

為了更好地穩(wěn)定產品的理化性能，保證鋼管具有良好的現場焊接性，結合國內管線鋼生產中合金元素的實際控制能力，外徑為1 422 mmX80鋼管材技術條件根據鋼管類型對C、Mn、Nb、Cr、Mo和Ni的含量進行了約定。通過試驗研究，并組織冶金和焊接專家討論協商，確定管線鋼中C的含量目標值為0.060%，Mn的目標值為1.75%，Nb的目標值為0.06%。直縫鋼管中Ni目標值為0.20%，必須加入適量的Mo，且含量應大于0.08%。螺旋縫鋼管中Cr、Ni、Mo的目標值均為0.20%。考慮到生產控制偏差、檢測誤差及經濟性，外徑為1 422mm X80鋼管材技術條件中規(guī)定C含量不大于0.070%，Mn含量不大于1.80%。直縫鋼管Nb的含量范圍為0.04%～0.08%，Mo的含量范圍為0.08%～0.30%，Ni的含量范圍為0.10%～0.30%；螺旋縫鋼管中Nb的含量范圍為0.05%～0.08%，Cr的含量范圍為0.15%～0.30%，Mo的含量范圍為0.12%～0.27%，Ni的含量范圍為0.15%～0.25%。表2給出了外徑為1 422 mmX80鋼管材技術條件確定的化學成分含量要求。

表2　外徑為1 422mm X80鋼管的化學成分要求表

2.2 止裂韌性

API SPEC 5L:2012和ISO 3183:2012中規(guī)定的4種止裂韌性計算方法中，只有對BTC計算結果進行修正的方法適用于12MPa、外徑為1 422 mmX80鋼管道的止裂韌性計算[14]，其中修正系數的確定來源于X80鋼管道全尺寸爆破試驗數據庫。目前國際上通用的全尺寸爆破試驗數據庫如上篇霍春勇文章中的圖6所示，由此確定的中俄東線管道工程止裂韌性修正方法為TGRC2，修正系數為1.46。

中俄東線的天然氣組成如表3所示，按照中俄東線實際工況管徑為1 422mm、壁厚為21.4mm、輸送壓力為12MPa、運行溫度為0 ℃進行止裂韌性計算。用BTC方法計算其止裂韌性結果為167.97 J，按1.46倍修正后止裂韌性為245 J，結果如表4所示。表4中還給出了Leis-2、Eiber、Wilkowski等方法的修正結果。

表3　中俄東線計算用氣質組成表

表4　中俄東線止裂韌性計算結果表

由于現有的全尺寸氣體爆破實驗數據庫無法覆蓋中俄東線天然氣管線X80鋼級、1 422mm外徑、12MPa壓力下輸送富氣的設計參數要求。因此，2015年12月在中國石油管道斷裂控制試驗場，針對中俄東線天然氣管道具體的設計參數和服役條件，對外徑為1 422 mmX80鋼管的延性斷裂止裂指標進行了全尺寸爆破試驗驗證。結果表明，采用BTC方法計算，并用TGRC2方法進行修正后的外徑為1 422mm的X80鋼管止裂韌性指標為245 J是安全和經濟的。

2.3非金屬夾雜物

近年來，許多管道工程使用的高鋼級管線鋼均在金相檢測過程中發(fā)現了超尺寸大型夾雜物。管線鋼中大型夾雜物的存在會對其力學、焊接和耐腐蝕等性能產生不利影響，進而給油氣輸送管道的安全運營帶來很大的工程風險。為了有效降低管線鋼中大型夾雜物的存在給管道輸送系統帶來的風險，石油管工程技術研究院李炎華[15]等，針對高鋼級管線鋼中大型夾雜物的特性進行了大量的研究工作，進而為高鋼級管線鋼中大型夾雜物級別判定標準的制訂提供了依據。

目前，國內管線鋼夾雜物評判通常采用ASTM E 45-2005:Standard Test Methods for Determining the Inclusion Content of Steel和GB/T 10561—2005《鋼中非金屬夾雜含量的測定標準評級圖顯微檢驗法》。ASTM E45-2005將夾雜物按形態(tài)和分布分為4類，即A(硫化物類)、B(氧化鋁類)、C(硅酸鹽類)和D(球狀氧化物類)；而GB/T 10561-2005將夾雜物分為5類，即除上述4種外，還增加了DS(單顆粒球類)。

李炎華等從大型夾雜物在高鋼級管線鋼冶煉過程中的運動規(guī)律角度進行了分析，認為對于形態(tài)呈單顆粒球狀的DS類夾雜物的厚度應當控制在50 μm以下，對于形態(tài)比小于3 的B 類夾雜物，其厚度應當控制在33 μm 以下，即如果按照標準GB/T 10561—2005對管線鋼中的大型夾雜物進行評定，DS類夾雜物評級應該在2.5級（53 μm）以下。中俄東線天然氣管道工程用外徑為1 422mm的X80鋼管材技術條件采用了這一研究成果，在非金屬夾雜物級別驗收極限中，定義了超標大型夾雜物的概念，并給出了驗收和復驗標準，如表5所示。

2.4力學性能試樣取樣位置

“西氣東輸”二線建成以來，油氣管道工程用螺旋縫埋弧焊鋼管的管徑均小于1 219mm，為了取樣方面，熱軋板卷技術條件中力學性能取樣位置均要求與板卷軋制方向成30°取樣。取樣角度與板寬和鋼管管徑的關系，如式（1）所示。

式中α表示螺旋角，（°）；B表示板寬，mm；π表示圓周率；D表示鋼管直徑，mm。

表5　外徑為1 422 mmX80鋼管材技術條件中的非金屬夾雜物級別限定表

按目前主流熱軋板卷產品寬度1 500～1 600mm計算，對于管徑1 219mm的螺旋縫埋弧焊管，熱軋板卷的取樣角度為23.1°～24.7°，對于管徑1 422mm的螺旋縫埋弧焊管，熱軋板卷的取樣角度為19.6°～21°。因此對于外徑1 422mm的螺旋縫埋弧焊管，與板卷軋制方向成20°取力學性能樣，更符合實際情況。

圖6、7給出了實際生產的熱軋板卷20°、30°位置的力學性能對比圖?？梢钥闯雠c軋制方向夾角20°位置的屈服強度、抗拉強度、DWTT剪切面積高于30°位置，若按與軋制方向成30°位置取樣，容易低估熱軋板卷的力學性能，造成不必要的浪費。因此在中俄東線天然管道工程用熱軋板卷技術條件中力學性能的檢測取樣位置更改為與軋制方向成20°位置。

圖6　熱軋板卷20°、30°位置的拉伸性能圖

圖7　熱軋板卷20°、30°位置的DWTT性能圖

3　外徑為1422mmX80鋼級大口徑鋼管的開發(fā)

2013年以來，中石油組織相關科研單位和國內大型鋼鐵企業(yè)和制管企業(yè)，開展了外徑為1 422mm 的X80鋼級大口徑鋼管的聯合開發(fā)。在研發(fā)階段，共進行單爐產品試制3輪，參與生產制造企業(yè)15家，試制產品2 000 t。工業(yè)應用階段，進行了1次千噸級小批量試制，參與生產制造企業(yè)8家，試制產品6 000 t。經第三方檢測評價表明，試制的外徑1 422mm、X80鋼管的化學成分和力學性能均符合中俄東線天然氣管道工程用外徑1 422mm、X80鋼管材技術條件要求。試制鋼管的屈服強度為595～668MPa，抗拉強度為677～745MPa，母材CVN值為324～486 J，焊縫CVN值為138～232 J，熱影響區(qū)CVN值為172～354 J。通過環(huán)焊試驗證明，所試制的外徑1 422mm、X80鋼管的環(huán)焊縫性能均能滿足標準要求。

4　結論

1）中俄東線天然氣管道工程用外徑為1 422mm、 X80鋼管材技術條件，借鑒了API SPEC 5L：2012的最新成果，結合中俄東線工程的具體特點，提出了適合外徑為1 422mm管材的化學成分、夾雜物評定、CVN值、力學性能試驗方法等關鍵技術指標要求，技術條件具有很強的可操作性，既能滿足工程要求，也能適應生產情況，其研究經驗在我國未來的天然氣管道工程建設上推廣應用。

2）中俄東線天然氣管道工程用外徑為1 422mm、X80鋼管材技術條件規(guī)定管線鋼采用低C、Mn的成分設計，并對添加的Mo、Ni、Nb、V、Ti、Cu、Cr等合金元素含量進行了嚴格的限定，是國內油氣管道建設以來對化學成分要求最為嚴格的工程技術條件。工業(yè)試制結果表明，該技術條件制訂的化學成分指標符合生產要求，并可有效解決管材的理化性能和焊接性能穩(wěn)定性問題。

3）采用BTC方法計算，并用TGRC2方法進行修正來確定外徑為1 422mm、X80鋼管的止裂韌性指標是安全和經濟的，外徑為1 422mm、X80鋼管的止裂韌性指標應為245 J。

4）中俄東線天然氣管道工程用外徑為1 422mm、X80管材技術條件在非金屬夾雜物級別驗收極限中，采用最新研究成果定義了超標大型夾雜物的概念，并給出了驗收和復驗標準，有利于提高鋼管的力學，焊接，耐腐蝕等性能。

5）對于外徑為1 422mm的螺旋縫埋弧焊管用熱軋板卷，與板卷軋制方向成20°取力學性能樣，更符合生產實際情況，對板卷的力學性能評估也更為準確。因此在中俄東線天然管道工程用熱軋板卷技術條件中力學性能的檢測取樣位置為與軋制方向成20°位置。

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（修改回稿日期2016-04-14編輯何明）

Technical specifcations of the X80 large OD 1 422mm line pipes and the corresponding product development

Zhang Weiwei1,2,Li He1,2,Chi Qiang1,2,Zhao Xinwei1,2,Huo Chunyong1,2,Qi Lihua1,2,Li Yanhua1,2,Yang Kun1,2
(1.CNPC Tubular Goods Research Institute， Xi’an,Shaanxi 710077,China; 2.State Key Laboratory for Performance and Structure Safety of Petroleum Tubular Goods and Equipment Materials， Xi’an,Shaanxi 710077,China)

NATUR.GAS IND.VOLUME 36,ISSUE 6,pp.84-91,6/25/2016.(ISSN 1000-0976; In Chinese)

Abstract:The steel pipes with large diameter,thick wall and high steel grade are preferred to meet the requirements of extremely high gas transmission rate (380×108m3/a) in the Sino–Russian eastern route gas pipeline project.In this paper,the technical standards of line pipes at home and abroad were comparatively analyzed after the research and formulation process of technical specifications of API 5L X80 line pipes (OD 1 422mm) used in the above mentioned project was introduced.The key technical indexes such as chemical components,crack-arrest-toughness values,etc.and its formulation process were discussed.In addition,the development process and product performance of the X80 line pipes (OD 1 422mm) were described.It is proved by trial production and product tests that using X80 line pipes (OD 1 422mm) in this gas project is a rational and effective solution to the following technical issues such as chemical composition control,fracture control and welding stability maintenance.This type of line pipes are proved to not only meet project requirements,but suit for production cases.As a result,the safety of Sino–Russian eastern route gas pipeline will be guaranteed essentially.The research results in this paper provide a strong technical support for the application of API 5L X80 line pipes (OD 1 422mm) in the Sino–Russian eastern route gas pipeline project,and play a guiding role in drawing up the technical specifications of other gas pipeline projects.

Keywords:Sino–Russian eastern route gas pipeline project; OD 1 422mm; API 5L X80 line pipe; Technical specification; Technical index; Chemical component; Crack-arrest-toughness value; BTC method; Charpy vee-notched (CVN) impact energy

DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2016.06.013

作者簡介：張偉衛(wèi)，1981年生，高級工程師，碩士；主要從事輸送管與管線材料及標準方面的研究工作。地址：（710077）陜西省西安市錦業(yè)二路89號。電話:(029)81887838。ORCID:0000-0002-3459-4420。E-mail:zhangweiwei@cnpc.com.cn