显微组织和硫含量对管线钢力学性能和抗硫化氢性能影响.pdfVIP

垄堕堡兰叁堂婴±堂堡堡奎 的应力与钢管管径和内压成正比，因此管径和内压的增加要求壁厚和钢的强度增 加。而壁厚和钢的强度水平的增加，钢管出现断裂的几率增加，这就对材料所具 有的强韧性提出了更高的要求。 (2)高寒和腐蚀的服役环境 由于全世界对能源需求不断增加，人们正在 偏远地区寻找和开发新的油气田，与此相配的管道多是在气候恶劣、人烟稀少、 地质地貌条件极其复杂的地区建设。如美国横穿阿拉斯加的管道，途经冻土地区， 气温低达．70C。前苏联1985年建设的西西伯利亚．中央输气管线，途经常年冻土 区，气温低达．63C，积雪70-90cm。我国将要修建的新疆原油和天然气外输管线， 沿途要经过大片沙漠、戈壁高原、碱滩、沼泽地、基岩峡谷、地震活动断层和大 落差地段，一些区域昼夜温差变化10～20*C，最大可达30C；冬季最低温度．34C， 夏季地面最高温度可达73～80℃。这些严酷的地域、气候条件不但给长输管线的施 工造成困难，而且对管线钢的性能，尤其是管线钢的低温韧性和韧脆转变特性提 出了更高的要求f4】。 人们对能源的渴求还使得延伸的管线面临着更严酷的腐蚀环境。目前我国新 开发的新疆南疆沙漠油田都是5000～7000m深的超深高压井。随着钻井深度的增 加，在油气中所含腐蚀介质成分比例增加。另外，由于含H2S油井、含C02脱硫 油井和H2S、C02共存油井的开发，对输送管线提出了更高的抗腐蚀要求。 (3)海底管壁的厚壁化目前油、气产量中有20％的原油和5％的天然气来 源于近海。在全世界海洋大陆架沉积瓮地中，石油储量计划为2500亿吨。现今全 世界海底管线已超过2x104km，目前己在规划2000m水深的海底管道。海底管线 与陆地管线的服役条件有很大的差异。海底管线经受自重、管内介质、设计内压、 外水压等工作载荷以及风、浪、流、冰和地震等环境载荷的作用，要求钢管具有 足够的t／D值(t为管壁厚，D为管径)，因而高压、小管径和厚壁化己成为近海管 线的特点。 为了适应管道工程的发展趋势，保证管线建设和运行的经济性和安全性，对 管道和管线钢的质量提出了更高的要求。管线钢向洁净化、高强度、高韧性、可 SPEC5L 焊性、高的抗氢致裂纹和硫化物应力腐蚀丌裂能力发展【s1。表1．1为API 标准中各级别管线钢的强度要求s．引。 ．2． 第i章绪论 APISPEC 表1．1 5L标准中各种级别管线钢的强度要求 级别 屈服强度，MPa 抗拉强度，MPa X52 358，531 455．758 X60 413—565 517．758 ———— X65 448．600 530．758 —— X70 482．62l 565．758 X80 552．690 621．827 X120 ≥827 ≥93l 1．1．2管线钢的发展趋势 早期建设的管道，由于管径小、压力低和冶金技术的限制，直到40年代，管 线钢一直采用C、Mn、Si型的普通碳素钢，其强度级别低于X52。自本世纪60 年代，随着输送压力和输送管径的增大，管线钢的强度级别要求也越来越高，人 Low steels，简称HSLA 们开始采用低合盒高强度钢(HighStrengthAlloy steels)代替 普碳钢，并通