“西气东输”工程X70钢级用管熔化极气体保护焊研究
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在20世纪50年代末从前苏联引入中国已长达50多年，冷拔无缝管通过一段时间的发展，国内制管企业在装备以及质量控制管理层面得到了根本性的提高，基本达到了国际先进水平，但在钢级、焊缝强度、质量稳定性等关键工艺上缺少强有力的技术支撑，山东冷拔无缝管始终和国际领先水平存在一定的距离。我国许多科研单位针对高钢级、大壁厚SAWH钢管领域做了大量研究探索和技术开发工作。
1 国内科研机构的研发工作
近年来，以中国石油天然气集团公司管材研究所为首的国内一些科研院校和企业相关人员开展了大量研发工作。如中原工学院、中石油管材研究所通过对大量二次加热高钢级管线钢试样韧性指标和剪切面积之间统计规律的分析，研究了高钢级管线钢二次加热后的韧性变化规律，对其与组织的变化关系进行探讨；中石油管材研究所以 X70管线管钢熔化极气体保护焊(GMAW)为例，讨论了高钢级管线钢在现场施工焊接时存在的主要问题，对比分析了X70级管线钢单丝焊和双丝焊的接头力学性能差别等。2000年以后，“西气东输”一线工程的建设标志着我国高钢级油气输送用螺旋 钢管才真正进入广泛应用阶段。“西气东输”一线工程X70钢级用管总计182万t，其中约100万t为螺旋缝 焊管， 20号冷拔无缝管原材料板卷的进口、国产比例为各50%，另82万t为 直缝埋弧焊管，其中1/3为国产直缝埋弧JCOE 焊管，另2/3为国外进口UOE 焊管。据中国市场监测中心提供的“2009-2013 年中国石油天然气管道市场发展研究报告”显示，其市场比例为50.6%，以螺旋 钢管为代表等油气输送用焊接 钢管的加工技术、产品应用得到了快速发展。
作为输送管，高压力输气与高强度、超高强度管材的组合是新建管道发展的最主要趋势，必须在高钢级能满足特殊介质腐蚀环境下使用的管线管等高等级专用 钢管的研发上下功夫。采用高压输送可以减少输气管道建设成本，降低输气费用， 高压合金管输送的基础是采用高钢级管线钢。同时，由于石油天然气管道建设工程的特殊性，需结合工程所在地的地理、地质条件特性对而管道设定特定的技术指标，多数以工程技术规范的形式结合通用标准规范使用。总体来看，标准技术规范推动着行业产品以及加工技术向着更高的要求发展，通过供应商遴选、现场试制、型式试验、综合分析评判、合同授予后进入产业化生产，确保管道工程的安全。本文介绍浙江金洲管道工业有限公司获中亚天然气管道工程供应商初选资格后，按Q/SY ZG2-2008《中亚天然气管道工程用螺旋缝埋弧 焊管技术条件》标准研制X70级SAWH 钢管的试制方案、主要性能，并与其它通用性规范标准进行了分析对比。
3.1 化学成分
按照Q/SY ZG 2-2008《中亚天然气管道工程用螺旋缝埋弧 焊管技术条件》并参考美国石油学会API SPEC 5L:2004标准中PSL2规范水平，结合文献调研的结果和现场实际情况，管材试制原材料订购技术要求进行成品分析。
3.2 生产工艺流程
根据标准规范要求并结合本公司技术装备实际情况，中亚管线工程用X70级SAWH螺旋埋弧 焊管工艺流程设计如下：
原料检查→备料→拆卷→矫平→剪切、对焊→铣边→递送→成型→内外焊接→超声波板探→X射线及内焊缝检查→水压试验→倒棱→管端扩径→焊缝超声波检查→管端拍片→成品检查（外观、尺寸、力学、腐蚀）→称重→标识标志→入库
4 产品主要性能指标
Q/SY ZG2－2008《中亚天然气管道工程用螺旋缝埋弧 焊管技术条件》标准正文规定：“本技术条件是对API SPEC 5L:2004的补充。本技术条件应与API SPEC 5L:2004一起使用。本技术条件中的条文编序与API SPEC 5L:2004的条文序号相互对应，因而本技术条件的条文编号不是连续的并有适当的增加；凡本技术条件未叙及的条款及内容均按API Spec 5L：2004技术条件的规定执行”。实际上，除了API SPEC 5L：2004规范外，X70（L485）等系列钢级油气输送管的通用标准规范还有GB/T9711.1-1997、GB/T9711.2-1999等等，为体现试制产品的技术先进性，本项目实测指标引用国家石油管材质量监督检验中心对本次研制现场鉴定评审抽样进行的形式试验报告，与项目背景标准API SPEC 5L:2004 PSL2以及GB/T9711.2-1999标准作了对比。
5 结果分析
采用上述化学成分进行原材料订购，到货验收后按设计的工艺流程进行钢级为X70、规格1067mm×15.9mm×12000mm的螺旋 钢管试制，首批检验合格后连续生产200支，工厂检验其一次合格率为88%。同时按照相关标准，以50支 钢管为抽样基数抽取5支 钢管试样，经国家石油管材质量监督检验中心进行了试样的化学成分、拉伸性能、冲击韧性、弯曲、硬度、落锤撕裂、金相等权威检验，结果符合Q/SY ZG2－2008《中亚天然气管道工程用螺旋缝埋弧 焊管技术条件》标准规定要求，主要力学性能指标离散率低，试验结果稳定。产业化以来，该公司自2008年至今已连续为中亚天然气、中哈原油管道建设工程供货6万余吨，产品质量稳定，取得了良好的经济和社会效益。
6 结论
通过中亚管线工程用X70级SAWH 钢管的产业化开发研制，得出以下结论：
（1）按产业化条件试制开发的中亚石油天然气管道工程用X70级SAWH 钢管不仅具有高强、高韧的特性，同时具有较稳定的屈强比。产品经型式试验表明，技术指标完全满足Q/SY ZG2-2008《中亚天然气管道工程用螺旋缝埋弧 焊管技术条件》标准规定。
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