蘇 志，梁 棟，范 鋒，汪 超

（渤海裝備南京巨龍鋼管有限公司，江蘇南京 210061）

0 引言

中緬天然氣管道工程（國內(nèi)段）沿線途經(jīng)沙漠、凍土、泥石流，滑坡和地震液化等復雜地帶，輸送的天然氣既有國內(nèi)不同地區(qū)的天然氣，也有從國外引入的天然氣，惡劣的地質(zhì)條件和復雜的輸送介質(zhì)使得中緬天然氣管道工程用鋼管生產(chǎn)面臨許多技術(shù)難題。為了適應(yīng)中緬天然氣管道工程建設(shè)的需要，針對X70 級管線鋼基于應(yīng)變設(shè)計地區(qū)用Φ1016×17.5 mm直縫埋弧焊管生產(chǎn)中存在的技術(shù)瓶頸問題進行研究。根據(jù)中石油管道建設(shè)項目經(jīng)理部在北京召開的關(guān)于中緬管道大變形鋼管國產(chǎn)化工作協(xié)調(diào)會的精神和要求，渤海裝備南京巨龍鋼管有限公司（以下簡稱公司）與某鋼廠一起承接了天然氣管道X70M Φ1016×17.5 mm 規(guī)格鋼管的試制任務(wù)。

公司高度重視本次聯(lián)合試制大變形鋼管工作，成立了中緬管道大變形鋼管國產(chǎn)化試制領(lǐng)導小組和工作小組，并制定了詳細的試制計劃，以確保按時、保質(zhì)保量地完成試制工作。北京協(xié)調(diào)會前，公司于聯(lián)合該鋼廠進行了X70M Φ1016×21.0 mm 規(guī)格大變形直縫埋弧焊管單爐試制工作，取得了良好效果，并對板、管送管材研究院進行了質(zhì)量評價。協(xié)調(diào)會結(jié)束后，鋼廠和公司進入正式的試制程序。針對Φ1016×17.5 mm規(guī)格共進行了3 輪鋼管試制工作。在試制過程中，針對不同的鋼板理化性能，對制管各環(huán)節(jié)的工藝進行優(yōu)化，包括成型、焊接工藝、取樣加工管理規(guī)定等，嚴格控制試驗過程，最終取得了較理想結(jié)果。

1 試驗及加工條件

在管研院相關(guān)負責人及現(xiàn)場監(jiān)理見證下進行試驗，各實驗項目的主要設(shè)備見表1。試驗條件為：K 型熱電偶點焊于試樣芯部（厚度方向1/2 處），高溫密封膠密封；試樣厚度為17.5 mm，6 組試樣同時放置油預爐內(nèi)。試驗時效工藝如圖1 所示，通道2 測量試件表面升溫曲線，因未測量出完整曲線，不做分析；通道1 測量試件芯部（厚度方向1/2 處）升溫曲線，其初始油溫為205 ℃、開始時刻16：05，升溫至185 ℃、195 ℃的時刻分別為16：15、16：18。

圖1 時效工藝測定曲線

表1 主要試驗設(shè)備

2 理化試驗情況

2.1 實驗數(shù)量

制管171 根，橫向取樣67 根，縱向取樣171 根。按大變形（A版）判定結(jié)果：

（1）Φ17.5 mm 試驗數(shù)量及合格率統(tǒng)計（時效前）：①時效前屈服強度，19 組超過550 MPa 的要求，3 組低于450 MPa；②抗拉強度，有6 組超715 MPa；③應(yīng)力比方面，Rt1.5/Rt0.5，1 組超1.10；Rt2.0/Rt1.0，5 組低于1.04；Rt5.0/Rt1.0，7 組低于1.08；④UEL，9 組低于7.0%。

（2）Φ17.5 mm 試驗數(shù)量及合格率統(tǒng)計（時效后）：①時效后屈服強度，58 組超過550 MPa 的要求，6 組低于450 MPa；②抗拉強度，有15 組超715 MPa；③應(yīng)力比方面，Rt1.5/Rt0.5，4 組超1.07；Rt2.0/Rt1.0，2 組低于1.04；Rt5.0/Rt1.0，3 組低于1.08；④UEL，8 組低于6.0%。

2.2 化學成分

產(chǎn)品化學成分分析如表2 化學成分分析結(jié)果（重量比），符合標準要求（其中PCM 為相變材料）。

表2 化學成分分析結(jié)果 %

2.3 縱向拉伸性能

2.3.1 典型拉伸曲線

圖2、圖3 分別是KDNJ040 鋼管在熱時效前后的名義應(yīng)力—應(yīng)變曲線。由圖可以看出：經(jīng)過圖1 的熱時效加熱曲線，應(yīng)力—應(yīng)變曲線仍為拱頂型，時效后并未出現(xiàn)明顯的屈服平臺。

圖2 熱時效前應(yīng)力—應(yīng)變曲線

圖3 熱時效后應(yīng)力—應(yīng)變曲線

2.3.2 不同擴徑率時強度、應(yīng)力比、均勻延伸率

縱向拉伸性能包括強度、應(yīng)力比、均勻延伸率的分布及變化對比情況，在Φ1016×17.5 mm 樣品的擴徑率為1.4%和1.0%時進行試驗并繪圖。由試驗結(jié)果曲線可知，1.0%擴徑率對應(yīng)鋼板制管后，縱向拉伸性能（屈服強度539 MPa，抗拉強度680 MPa）；縱向均勻延伸率，時效前9.3%，時效后7.8%；縱向應(yīng)力比完全可滿足標準要求。

3 結(jié)論

擴徑率1%對應(yīng)鋼板制管后橫向平均屈服強度516 MPa、抗拉強度658 MPa，滿足標準要求；縱向時效前平均屈服強度512 MPa、抗拉強度666 MPa，縱向時效后平均屈服強度539 MPa、抗拉強度680 MPa，時效后屈服強度接近上限550 MPa；試樣橫向與縱向（時效前）的屈服強度值之間的差較小，鋼管具有較好的各向同性。擴徑率1%對應(yīng)鋼板制管后，縱向時效前應(yīng)力比Rt1.5/Rt0.5、Rt2.0/Rt1.0、Rt5.0/Rt1.0，分別為1.18、1.07、1.12，滿足時效前應(yīng)力比1.10、1.04、1.08 要求；縱向時效后應(yīng)力比Rt1.5/Rt0.5、Rt2.0/Rt1.0、Rt5.0/Rt1.0，分別為1.15、1.07、1.13，滿足時效后應(yīng)力比1.07、1.04、1.08 的要求。