X80高钢级管线钢埋弧焊丝的研究

【摘要】：油气输送管线(特别是天然气管线)总的发展趋势是持续提高钢管的强度水平,以期最大限度降低管线的建设成本和输送成本,X80钢级已逐渐成为目前高压输送天然气管线的首选钢级。X80管线钢由于综合力学性能和焊接性好,因此具有广泛的应用前景。我国2008年初开工建设的西气东输二线输气管线是世界上距离最长、口径最大、使用X80管线钢量最多、技术含量最高的天然气管线,主干线长4918km全部采用Φ1219mm的X80管线钢管。X80级管线钢具有高强度、高韧性特点,制管过程中使用的埋弧焊丝要求在提高强度的同时,还有较好的低温韧性,为了满足西气东输二线工程开工建设的需要和工程的顺利实施,研制了X80级管线钢埋弧焊丝。 根据《西气东输二线管线工程用螺旋缝埋弧焊管技术条件》确定了X80级管线钢埋弧焊丝开发的目标。通过分析X80级管线钢的成分、性能特点,以及合金元素在焊缝金属中的作用和强韧化机理,设计了X80级管线钢埋弧焊丝的基础成分,根据实验室小炉钢的试验结果,确定了X80级管线钢埋弧焊丝合金系和主要合金元素的含量范围。通过工业化试生产,探索了首钢采用210t转炉生产X80级管线钢埋弧焊丝用钢的生产工艺,优化了低碳、低硅、低硫磷钢的脱氧工艺和合金化工艺,实现了工业化大生产,批量生产的X80级管线钢埋弧焊丝用钢成分均匀,非金属夹杂物含量低,钢质纯净。 研发的X80级管线钢埋弧焊丝与宝鸡石油钢管有限公司研制的烧结焊剂F80匹配,采用高达1.65m/min焊速,焊接武钢、马钢、太钢、首钢的X80热轧板卷,钢管焊缝金属的抗拉强度、冲击功、维氏硬度均满足了《西气东输二线管线工程用螺旋缝埋弧焊管技术条件》的要求。焊丝熔敷金属和钢管焊缝金属以针状铁素体为主,复合的非金属夹杂物是针状铁素体的形核中心,微合金元素Zr加入,提高针状铁素体的比例。研发的焊丝已通过了中国石油天然气集团公司的产品鉴定,并成功应用到西气东输二线工程中。