低温钢性能及质量控制.pdfVIP

范沥元，等：低温钢性能及质量控制 低温钢性能及质量控制 范沥元1 赵国华张卫涛 (1．天津蓝海工程检测技术服务有限公司青岛266520；2．海洋石油工程(青岛)有限公司) 摘要：本文介绍了低温钢的特性及其应用范围。对影响低温管线施工工艺质量因素进行分析。并结合相关标准 和规范要求以及低温钢在石油行业中的应用，尤其是在海洋石油工程配管专业中的应用实例，总结了为保证低温 管线的质量而采取的质量控制措施。 关键词：低温钢标准；应用；质量控制 1．前言 中，某些低温环境如火炬放空系统，如果使 用普通碳钢或其他不具有良好低温韧性的材 1．1研究的背景 料，或者采用的焊接方法不当都会对工程质 20世纪30年代以来，国外发生过多次桥 量产生巨大的影响，甚至造成极大的破坏。 梁构件脆断的事故。分析表明，金属或合金 因此，熟悉低温钢的特性及相关标准，了解 在低于某个临界温度的条件下，韧性急剧降 其在石油工业中的应用，对低温钢进行严格 低，性质变脆。这个温度(实际上是一个温度 的质量控制是非常有必要的。 范围)叫做脆性临界转变温度。随着科学技术 的发展，为了适应低温的要求，人们研制了 2．低温钢及其性能 各种低温钢。 钢的低温机械性能与它的晶体结构有很 2．1低温钢的定义 大关系，几乎所有钢种的强度、硬度和弹性 一般把在比常温下限(约一10℃)更低的 模量都随着温度的降低而提高。而大部分钢 温度下使用的钢材都看作是低温钢，其中具 的塑性和韧性却随温度的降低有不同程度的 有代表性的钢种有碳素铝脱氧钢、低温高强 降低。其中，一类钢种随着温度下降，屈服 钢、2．5％镍钢、3．5％镍钢、5％镍钢、9％镍钢 强度迅速提高到强度极限的数值，从而转向 和奥氏体系不锈钢。 脆性破坏；另一类钢种则随着温度的下降， 2．2低温钢的性质 其强度提高，而塑性和韧性指标仍保持较高 鉴于低温钢所使用的特殊环境，以及 数值。前者通常具有体心立方晶格，叫做冷 对韧性和塑性的要求，低温钢应具有如下性 脆体；后者一般具有面心立方晶格，叫做非 能： 冷脆体。因此，具有面心立方晶格的金属材 ①韧性一脆性转变温度低于使用温度； 料，如奥氏体不锈钢，在低温技术中首先得 ②满足设计要求的强度； 到应用。随着对低温钢需求量的增大和使用 ③在使用温度下组织结构稳定； 温区的多样化，各国已研制出许多低合金低 ④良好的焊接性和加工成型性； 温钢。 ⑤某些特殊用途还要求极低的磁导率、 1．2研究目的 冷收缩率等。 使用低温钢的目的是为了保证钢材在 低温条件下仍然有较好的韧性。在工程应用 第一作者：范沥元，女，1986年出生，助理工程 师。 ’2009全国钢结构学术年会论文集[2009·10]