我國(guó)石油工業(yè)近期年需油井管200萬(wàn)t，干線及支干線輸送管線鋼管160萬(wàn)t。石油管工況條件惡劣，油氣輸送管輸送大量易燃易爆介質(zhì)，承受幾十甚至上百個(gè)大氣壓的內(nèi)壓；油管柱和套管柱通常要承受幾百甚至上千個(gè)大氣壓的內(nèi)壓或外壓、幾百?lài)嵉睦燧d荷和井下高溫及嚴(yán)酷的腐蝕介質(zhì)作用。石油管的性能和質(zhì)皮帶輸送帶量對(duì)石油工業(yè)的安全和發(fā)展關(guān)系重大。


　　我國(guó)石油工業(yè)采用的鋼管中，絕大多數(shù)輸送鋼管皮帶式輸送機(jī)是焊接鋼管；油井管中焊接鋼管僅占10％，而世界發(fā)達(dá)國(guó)家油井管中焊管比例已達(dá)50％。

　　我國(guó)自西氣東小型顎式破碎機(jī)輸工程開(kāi)始在輸氣管線大量應(yīng)用X70鋼級(jí)焊管；2005年建設(shè)了8km的X80鋼管應(yīng)用段，2006年首次進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)X100直縫埋弧焊管研究。

　　“十一五”期間，我國(guó)將建設(shè)西氣東輸二線和多條引進(jìn)國(guó)外天然氣的跨國(guó)輸氣管道，耗鋼量超過(guò)1000萬(wàn)t。這些管道的設(shè)計(jì)年輸氣量將從西氣東輸?shù)?2電磁電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)0億m3／a增加到300億m3／a，鋼管外徑將達(dá)到1219～1422mm，最大壁厚可能接近40mm。建設(shè)這樣巨大的國(guó)家能源命脈，對(duì)管線鋼管的強(qiáng)度、可焊性、斷裂韌性和抗腐蝕等性能和鋼管質(zhì)量都有極為嚴(yán)格的要求，對(duì)冶煉、軋制、制管和管道建設(shè)工藝技術(shù)和裝備能力都是巨大的考驗(yàn)。這對(duì)我國(guó)鋼鐵工業(yè)和制管工業(yè)既是難得的機(jī)遇，又是比西氣東輸工程更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　石油焊管制鄂式粉碎機(jī)造對(duì)鋼板的性能要求

　　1鵝卵石破碎機(jī)強(qiáng)度和鋼級(jí)

　　1）高強(qiáng)度管線粉體輸送機(jī)鋼的發(fā)展和應(yīng)用

　　為了經(jīng)濟(jì)地將石油和天然氣從遙遠(yuǎn)的油氣田輸送到使用地區(qū)，油氣長(zhǎng)輸管線的工作壓力不斷提高。陸上天然氣管線的工作壓力已提高到15MPa以上，正在建設(shè)的墨西哥灣和北海海底輸氣管道的工作壓力達(dá)到25MPa；已開(kāi)工的俄羅斯東西伯利亞－太平洋輸油管道最高工作壓力達(dá)14MPa。西氣東輸管道建設(shè)以來(lái)，我國(guó)天然氣干線工作壓力從6．板式給料機(jī)4MPa提高到10MPa，“十一五”期間將要建設(shè)的西氣東輸二線等天然氣長(zhǎng)輸干線的可能采用12MPa或更高的工作壓力。采用高鋼級(jí)管線管建造長(zhǎng)距離管線有著顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)來(lái)自于管線輸送效率的提高和材料成本的下降。較小直徑、薄壁厚的鋼管可以降低材料自身的總重量，并減少環(huán)焊材料的消耗。

　　美國(guó)2005年建成的夏延輸氣管道是美國(guó)首條X80天然氣管道，也是世界上最長(zhǎng)的X80輸氣管線，全長(zhǎng)612km，干線鋼管外徑914mm，壁厚11．9mm，穿越段最大壁厚為17．2mm。美國(guó)在夏延管道順利建成的基礎(chǔ)上，又計(jì)劃建設(shè)更大規(guī)模的美國(guó)“西氣東輸”管線———RockiesExpressPipeline。該管線是美國(guó)20年來(lái)修建的最大輸氣管線，采用X80鋼級(jí)鋼管，管徑1067mm，全長(zhǎng)2130km，將于2007年開(kāi)始建設(shè)，第一期工程（1142km）計(jì)劃于2008年建成投產(chǎn)，第二、三鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)期工程將在2009年建成。X80將逐漸成為陸上天然氣高壓長(zhǎng)輸管線的主流鋼級(jí)。

　　更高強(qiáng)度的X100和X120級(jí)管線鋼已開(kāi)發(fā)出來(lái)，并順利建成了一些試驗(yàn)段。X90～X120超高TB系列垂直斗式提升機(jī)強(qiáng)度鋼級(jí)已列入API和ISO聯(lián)合編制的新的管線鋼標(biāo)準(zhǔn)，即將發(fā)布。

　　世界上大多數(shù)國(guó)家均采用API5L或與其等效的管線鋼級(jí)，但俄羅斯不銹鋼輸送網(wǎng)帶的管線鋼級(jí)則有所不同，如已開(kāi)工建設(shè)的俄羅斯東西伯利亞－太平洋輸油管道設(shè)計(jì)鋼級(jí)為K60～K70級(jí)。俄羅斯東西伯利亞－太平洋輸油管道K70鋼級(jí)管線鋼管的屈服強(qiáng)度下限大大超過(guò)了API5LX80鋼級(jí)的下限，接近X90的屈服強(qiáng)度下限，而其抗拉強(qiáng)度下限也大大超過(guò)了API5LX80鋼級(jí)的下限，接近X90的抗拉強(qiáng)度下限，可視為X90鋼級(jí)在油氣管線的首次大規(guī)模應(yīng)用。

　　2）鋼板制管前后拉伸性能的變螺旋輸送機(jī)化

　　屈服強(qiáng)度的變化。鋼板制管前后，由于包辛垂直提升機(jī)格效應(yīng)和冷作硬化的綜合作用，焊管管體與板材的屈服強(qiáng)度產(chǎn)生了差異。這種差異與不同鋼種的組織、強(qiáng)度和綜合變形量（管徑、壁厚、擴(kuò)徑率）以及成型方式有關(guān)，主要的差異是由于管體試樣壓平包辛格效應(yīng)的影響。

　　螺旋焊管一般不采用冷擴(kuò)徑。由于管體矩形拉伸試樣壓平與成型卷曲時(shí)的變形和受力方向相反，因此，管體的屈服強(qiáng)度會(huì)降低，同時(shí)由于冷作硬化作用又會(huì)造成屈服強(qiáng)度上升，最終屈服強(qiáng)度的差異是這兩種因素綜合作用的結(jié)果，其程度與鋼級(jí)、管徑、厚度和組織相關(guān)。針狀鐵素體組織的鋼板包辛格效應(yīng)較小，制管后管體屈服強(qiáng)度可能上升，但幅大傾角波狀擋邊輸送機(jī)度不大。

　　由于直縫埋弧焊管采用了約1％的冷擴(kuò)徑量，當(dāng)采用UO成型時(shí)，擴(kuò)徑與成型壓縮方向相反，管體的屈服強(qiáng)度略微上升；當(dāng)采用斗式提升機(jī)JCO成型時(shí)，由于成型時(shí)鋼板沒(méi)有壓縮而是發(fā)生了延展，擴(kuò)徑時(shí)再次拉伸，因此，管體的屈服強(qiáng)度上升較明顯。

　　應(yīng)該指出，采用管體－母材屈服強(qiáng)度差異平均值評(píng)估鋼板制管前后屈服強(qiáng)度變化的方法是有缺欠的。更值得注意的是屈服強(qiáng)度低端和高端板材制管前后屈服強(qiáng)度的變化，而平均值可能掩蓋了這種變化，應(yīng)分別統(tǒng)計(jì)屈服強(qiáng)度近低端和近高端板材制管時(shí)的變化值，留出適當(dāng)余地，以保證鋼管最終屈服強(qiáng)度既不低于下限，又不超過(guò)上限。

　　為了準(zhǔn)確測(cè)定鋼管的屈服強(qiáng)度，應(yīng)盡量減少試樣壓平的誤差。一些制管廠和研究機(jī)構(gòu)還采用環(huán)脹裝置測(cè)定真實(shí)的管體屈服強(qiáng)度，或與靜水壓爆破試驗(yàn)的管體測(cè)試屈服強(qiáng)度相比較，以修正和補(bǔ)償屈服強(qiáng)度測(cè)試造成的誤差。

　　抗拉強(qiáng)度、屈強(qiáng)比和伸長(zhǎng)率的變化。制管后管體－板材抗拉強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生類(lèi)似變化，但相對(duì)屈服強(qiáng)度要小。

　　螺旋焊管制管后一般屈強(qiáng)比下降，而直縫埋弧焊管屈強(qiáng)比上升。由于加工硬化，制管后鋼管的延伸率都出現(xiàn)了不同程度的下降。下降程度與加工硬化程度有關(guān)，其因素有制管工藝（如預(yù)彎、成型和機(jī)械擴(kuò)徑等）、厚度、直徑和鋼級(jí)等。

　　抗大變形鋼管與應(yīng)變時(shí)效。近年來(lái)，高鋼級(jí)管線基于應(yīng)變的設(shè)計(jì)是一個(gè)熱點(diǎn)。為了克服地震活動(dòng)區(qū)和凍土地帶等條件對(duì)管線造成的大位移變形，保證管線的安全，要求鋼管有較大的抗大變形能力，日本JFE公司采用鋼板在線熱處理工藝開(kāi)發(fā)了抗大變形鋼管。據(jù)稱(chēng)此類(lèi)鋼管具有圓屋頂狀的拉伸應(yīng)力－應(yīng)變曲線、高均勻延伸率和低屈強(qiáng)比，可在較大的應(yīng)變條件下安全工作。

　　許多管廠對(duì)鋼管經(jīng)過(guò)外防腐加熱所產(chǎn)生的力學(xué)性能變化進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了鋼管防腐處理時(shí)經(jīng)過(guò)短時(shí)中頻加熱（溫度為230℃左右），其管體的拉伸曲線的形狀發(fā)生變化，屈服強(qiáng)度和屈強(qiáng)比有比較顯著的上升，這對(duì)基于應(yīng)變的管線設(shè)計(jì)結(jié)果有很大影響，可能導(dǎo)致環(huán)焊的強(qiáng)度匹配從過(guò)匹配轉(zhuǎn)為欠匹配。據(jù)JFE公司的報(bào)導(dǎo)，抗大變形鋼管的應(yīng)變時(shí)效較小。

　　2鋼板與焊管的斷裂韌性

　　1）夏比沖擊韌性

　　由于加工硬化，制管后鋼管的夏比沖擊韌性與板材相比都出現(xiàn)了不同程度的下降。下降程度與加工硬化的程度有關(guān)，如機(jī)械擴(kuò)徑等制管工藝、厚度、直徑和鋼級(jí)等。鋼板的夏比沖擊性能應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗟?，以保證管體在管線最低工作溫度下的斷裂韌性。

　　2）DWTT性能

　　板材制管后，落錘撕裂（DWTT）試驗(yàn)性能會(huì)發(fā)生比較顯著的變化。由于加工硬化，管體的DWTT剪切面積都出現(xiàn)了不同程度的下降。下降程度與加工硬化的程度有關(guān)，如機(jī)械擴(kuò)徑等制管工藝、厚度、直徑和鋼級(jí)等。為此鋼板和鋼管采用不同的試驗(yàn)溫度以保證管體DWTT性能。我國(guó)管線標(biāo)準(zhǔn)一般取鋼板試驗(yàn)溫度比管體試驗(yàn)溫度低10℃。

　　在陜京二線厚規(guī)格（17．5mm）螺旋焊管的試制時(shí)，出現(xiàn)了卷板－15℃DWTT試驗(yàn)剪切面積合格，而管體－5℃DWTT試驗(yàn)剪切面積不合格的問(wèn)題。表明變形量增加后，加工硬化程度加大，韌性損失增加。如果要保證卷板和鋼管的DWTT剪切面積要求相同，則試驗(yàn)溫差要相應(yīng)增加，如卷板厚度為17．5mm或鋼板的厚度為25．4mm時(shí)，鋼管與鋼板試驗(yàn)溫度差值宜為－15℃。厚規(guī)格高強(qiáng)度鋼板DWTT試驗(yàn)還常常出現(xiàn)逆向異常斷口，造成試驗(yàn)無(wú)效。為此制定了逆向異常斷口的評(píng)價(jià)方法，基本解決了這一問(wèn)題。

　　3鋼板與焊管的硬度

　　由于加工硬化，制管后管體出現(xiàn)了不同程度的硬度上升。硬度上升的程度與加工硬化的程度有關(guān)，如：機(jī)械擴(kuò)徑等制管工藝，同時(shí)硬度上升還與鋼板厚度、直徑和鋼級(jí)等因素有關(guān)。

　　焊縫和熱影響區(qū)的硬度與焊管工藝（焊材及參數(shù)等）和鋼板的化學(xué)成分有關(guān)。一般焊接接頭硬度最大值和平均值比鋼板升高。為保證鋼管最高硬度不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求，板材硬度應(yīng)比鋼管允許最高硬度低20～30HV10。

　　4組織和化學(xué)成分

　　1）組織

　　西氣東輸工程之前，我國(guó)油氣管線最高鋼級(jí)為X60，采用鐵素體－少珠光體組織，自西氣東輸工程以來(lái)，針狀鐵素體組織在我國(guó)X70／X80高鋼級(jí)管線獲得了廣泛的應(yīng)用。墨西哥灣的卡特萊爾海底管線（X70）和美國(guó)夏延輸氣管線（X80）采用超低碳高鈮、以鉻代鉬和高溫軋制的工藝（HTP），同樣獲得了高性能的針狀鐵素體管線鋼，成為新一代高性能低成本管線鋼的范例。

　　為了保證鋼管的抗酸性腐蝕性能，應(yīng)控制硫含量低于0．002％，采用鈣處理改善硫化物的形態(tài)，減少C和Mn偏析，控制鋼管的硬度，要求HRC≤22，或HV260～280。由于HTP鋼的C和Mn含量很低，減少了偏析的危險(xiǎn)和帶狀組織的形成，對(duì)抗腐蝕十分有利。

　　2）化學(xué)成分

　　即使鋼級(jí)相同，也應(yīng)考慮不同管型的制管工藝對(duì)板材的性能的不同要求。

　　管線鋼的化學(xué)成分既要適應(yīng)焊管制造中的自動(dòng)焊和補(bǔ)焊工藝對(duì)焊接性能的要求，還要兼顧管道施工環(huán)縫對(duì)接焊的要求。

　　螺旋埋弧焊管。螺旋焊管的壁厚介于ERW焊管和直縫埋弧焊管之間，采用單絲或雙絲埋弧焊接方式，少數(shù)特厚規(guī)格也采用內(nèi)焊3絲，外焊雙絲的焊接工藝，線能量較低。要求卷板具有適當(dāng)?shù)偷奶籍?dāng)量，適度減少C、S、P、N、H、O等有害元素，適當(dāng)添加Mn、Si、Ti、Ni等有利于提高焊接性的元素。天然氣輸送用SSAW管化學(xué)成分的某些標(biāo)準(zhǔn)值和管廠期望值除了與鋼級(jí)有關(guān)外，化學(xué)成分還與板厚和輸送介質(zhì)有關(guān)，原油和成品油相對(duì)天然氣可以放松一些。

　　直縫埋弧焊管。直縫埋弧焊管的壁厚一般較大，采用4絲雙面埋弧焊接。因?yàn)橐M(jìn)行機(jī)械擴(kuò)徑，使得管體和焊縫的韌性下降，管體的強(qiáng)度升高。因此更加要求鋼板的碳當(dāng)量盡可能低，C、S、P、N、H、O等有害元素盡可能少，適當(dāng)添加Mn、Si、Ti、Ni等有利于提高焊接性的元素。

　　ERW管。ERW管與埋弧焊管的焊接方式有顯著的不同，采用的是無(wú)填充金屬的壓力焊接方式，焊縫中沒(méi)有填充其他成分，靠高頻電流的集膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)，使板邊瞬間加熱到焊接溫度，由擠壓輥擠壓形成鍛造組織的焊縫。高質(zhì)量的鋼管要求采用焊縫在線或離線熱處理，使焊區(qū)組織細(xì)化，優(yōu)質(zhì)ERW焊管的焊縫可以達(dá)到與母材相同的韌性水平，這是埋弧焊接工藝無(wú)法達(dá)到的。但是，由于焊接是在高速下瞬間完成，保證焊接質(zhì)量的難度大大高于埋弧焊接方式。

　　ERW焊管最危險(xiǎn)的缺陷是由于冷焊和回流夾雜形成的灰斑缺陷。為了減少焊縫灰斑，保證焊縫的沖擊韌性，對(duì)母材的硫含量要求特別高，最好S≤0．005％，同時(shí)控制Si≤0．35％，Mn／Si＞5。

　　為滿(mǎn)足ERW油井套管的螺紋加工要求，要適度增加C。

　　5制管用鋼板的幾何尺寸要求

　　1）螺旋焊管

　　螺旋焊管一般采用熱軋板卷為原料。按API5L要求，板寬范圍應(yīng)是管徑的0．8～3倍。為了獲得良好的成型和焊接質(zhì)量，板寬最好選擇在1．3～2．4倍管徑。實(shí)際板寬要兼顧焊管的生產(chǎn)效率、質(zhì)量以及鋼廠和制管廠設(shè)備能力。卷板切邊要去除3～4倍板厚的板邊，主要是獲得精確的板寬、減少月形彎和去除影響焊管質(zhì)量的板邊夾雜物。去除量對(duì)成材率有影響，有些制管標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此值提出限制，要求板邊加工去除量不小于板厚的1．5倍。近年來(lái)由于板卷質(zhì)量的提高和銑邊工藝的采用，板邊去除量已減少到小于板厚。應(yīng)加強(qiáng)板邊超聲波分層檢測(cè)，防止板邊分層對(duì)焊接的危害。未切邊板卷的寬度偏差通常為0～＋20mm。板板卷展開(kāi)的月形彎對(duì)焊管周長(zhǎng)和錯(cuò)邊質(zhì)量有很大影響，通常要求不大于15mm／10m。除考慮板厚偏差外，板厚控制還要考慮劃傷、壓坑和銹蝕的修磨量。板厚公差通常小于1mm。鋼卷重量越大對(duì)焊管生產(chǎn)的效率和質(zhì)量越有利，但受設(shè)備能力限制。高質(zhì)量要求的管線常要求切除丁字接頭，因此卷板的總長(zhǎng)度直接影響焊管的平均長(zhǎng)度和最小長(zhǎng)度，嚴(yán)重影響大口徑厚壁焊管的生產(chǎn)成本。需要對(duì)板卷的總長(zhǎng)度（總重量）進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)短管，這是螺旋焊管的特殊要求。

　　2）直縫埋弧焊管

　　板寬是按成品焊管的直徑、壁厚、擴(kuò)徑率、成型塑性變形量、板邊加工量、鋼板的實(shí)際寬度和直度，兼顧材料消耗和板邊加工量對(duì)生產(chǎn)效率的影響確定的。去除7～15mm的板邊是兼顧加工出精確的板寬、直的板邊和滿(mǎn)足生產(chǎn)節(jié)拍的板邊加工量。消除板邊不直度，需要去除2倍板邊不直度的板邊。鋼板直度、平度、端頭切斜對(duì)焊管生產(chǎn)效率和質(zhì)量都有影響，超過(guò)設(shè)備能力時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致鋼板報(bào)廢。通常要求板寬偏差為0～＋10mm，直度小于等于10mm，平度小于等于10mm／2m，端頭切斜小于等于5mm，長(zhǎng)度偏差為0～＋100mm。板厚控制除考慮板厚偏差外，還要考慮擴(kuò)徑引起的減薄，劃傷、壓坑和銹蝕的修磨量。板厚公差通常小于1mm。

　　3）ERW管

　　ERW管使用的原料是卷板，但生產(chǎn)的是直縫焊管，因此，對(duì)板材的要求兼有上述兩種焊管的特點(diǎn)。其板寬是按成品焊管的直徑、壁厚、成型變形量和擠壓量、板邊加工量，兼顧材料消耗和板邊加工量對(duì)生產(chǎn)效率的影響確定的。壁厚較小時(shí)未切邊卷板需去除3～4倍板厚的板邊，以獲得精確的板寬和去除影響焊管質(zhì)量的板邊夾雜物。去除量對(duì)成材率有影響。未切邊板寬偏差通常為0～＋20mm。月形彎對(duì)焊管周長(zhǎng)和錯(cuò)邊質(zhì)量有影響。通常要求不大于15mm／10m。板厚控制除考慮板厚偏差外，還要考慮劃傷、壓坑和銹蝕的修磨量。板厚公差通常小于1mm。鋼卷重量越大對(duì)焊管生產(chǎn)的效率和質(zhì)量越有利，但受設(shè)備能力限制。

　　6制管用鋼板的表面質(zhì)量要求

　　現(xiàn)代的油氣輸送鋼管均需進(jìn)行精心的防腐涂層處理，輸氣鋼管往往還要求涂敷內(nèi)減阻涂層，在涂層前需對(duì)鋼管進(jìn)行內(nèi)外拋丸處理，這對(duì)制管用板材的表面和近表面質(zhì)量是一個(gè)嚴(yán)格的檢驗(yàn)。西氣東輸鋼管生產(chǎn)初期，在內(nèi)外拋丸后發(fā)現(xiàn)了重皮、折疊和表面凹坑和異物壓入等類(lèi)型的缺陷，經(jīng)過(guò)鋼廠的努力，已經(jīng)有效地解決了這些問(wèn)題，使鋼管的質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。HTP鋼的制造工藝與傳統(tǒng)TMCP工藝不同，如何保證板材制造過(guò)程的表面質(zhì)量是一個(gè)需要認(rèn)真研究的新問(wèn)題。

　　鋼板的表面污染是另一類(lèi)問(wèn)題。油脂類(lèi)污染會(huì)污染拋丸材料，降低涂層附著力，應(yīng)防止鋼板在制造和運(yùn)輸過(guò)程受到油脂類(lèi)污染。

　　用于彎管制造的板材還應(yīng)避免銅、錫等低熔點(diǎn)金屬污染，防止彎管制造過(guò)程產(chǎn)生開(kāi)裂。

　　發(fā)展趨勢(shì)

　　1螺旋埋弧焊管用板材

　　目前國(guó)內(nèi)已大批量生產(chǎn)Ф1016mm螺旋焊管，采用板卷寬度一般為1550mm，厚度從14．6mm發(fā)展到15．3mm（X80）／17．5mm（X70）。將要建設(shè)的西氣東輸二線和中俄、中哈等跨國(guó)輸氣管道干線設(shè)計(jì)輸氣量大，韌性要求高。目前已大批量使用的X70板材的韌性要求為CVN（－20℃）單個(gè)最小140J、平均最小190J，今后X80管線可能要達(dá)到單個(gè)不小于150J、平均不小于200J。管徑可能為Ф1219～1422mm，最大板寬可能達(dá)1800mm，但伴隨著大管徑而來(lái)的是大壁厚，即使1級(jí)地區(qū)用管的壁厚也在18mm左右。厚板卷的DWTT性能是否能夠滿(mǎn)足要求是其能否用于這些管線的關(guān)鍵指標(biāo)，需要進(jìn)行艱苦的攻關(guān)。

　　2直縫埋弧焊管用板材

　　1）輸氣干線鋼管

　　目前國(guó)內(nèi)已大批量生產(chǎn)的1016mm直縫埋弧焊管，采用板寬約為3100mm。厚度從17．5mm發(fā)展到18．4mm（X80）／21mm（X70）以上，最大壁厚達(dá)到30．4mm。將要建設(shè)的西氣東輸二線和中俄、中哈等跨國(guó)輸氣管道干線直徑可能為1219～1422mm，最大板寬可能達(dá)4400mm。大壁厚鋼板的DWTT性能是否能夠滿(mǎn)足要求也是其能否用于這些管線的關(guān)鍵指標(biāo)，也需要進(jìn)行艱苦的攻關(guān)。目前已大批量使用的X70板材的韌性要求為CVN（－20℃）單個(gè)最小140J、平均最小190J，今后X80管線可能要達(dá)到單個(gè)不小于150J，平均不小于200J。

　　2）抗腐蝕管

　　目前只有國(guó)際發(fā)達(dá)的少數(shù)國(guó)家的幾個(gè)管廠能夠生產(chǎn)抗酸性鋼管。主要是控制降低C＝0．04、S＝0．002、P＝0．010，低Mn，適度添加Ni＝0．22和Cu＝0．22，鈣化處理，Ca／S≥1．5，低硬度，≤250HV10，優(yōu)化夾雜物≤1．5級(jí)和帶狀組織≤1．5級(jí)，裂紋敏感率（CSR）≤1．5％，裂紋長(zhǎng)度率（CLR）≤15，裂紋厚度率（CTR）≤5％。

　　3抗大變形焊管

　　地震區(qū)和凍土帶地區(qū)的埋地管線管可能發(fā)生大的塑性變形。管線管需要更高的抗壓彎能力，高的縱向強(qiáng)度、均勻伸長(zhǎng)率、形變強(qiáng)化指數(shù)和低的屈強(qiáng)比。管材屈服強(qiáng)度范圍的嚴(yán)格控制對(duì)保持環(huán)焊的過(guò)匹配同樣重要。目前只有少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的幾個(gè)管廠能夠生產(chǎn)。

　　4超低碳高鈮HTP管線鋼板

　　HTP管線鋼不僅減少了昂貴的Mo、V等元素的添加量，顯著降低了成本，而且對(duì)鋼管的防腐蝕性能、熱影響區(qū)性能和DWTT性能都有好處。但是HTP管線鋼還不為管道業(yè)主熟悉，最近建設(shè)的一些重要管道還沒(méi)有采用，如中石化最近建設(shè)的川滬輸氣管線和俄羅斯東西伯利亞－太平洋輸油管線等都沒(méi)有采用HTP管線鋼?！笆晃濉逼陂g，我國(guó)將建設(shè)西氣東輸二線等更大規(guī)模的輸氣干線，應(yīng)超前進(jìn)行HTP管線鋼的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究。

　　2006年，南鋼研制出Cr－Nb微合金系無(wú)鉬成分的X80HTP熱軋鋼板，獲得了針狀鐵素體組織，帶狀組織為1級(jí)，晶粒度11．6級(jí)。巨龍鋼管公司采用這種鋼板進(jìn)行了國(guó)內(nèi)首次X80HTP直縫埋弧焊管試制，制成的鋼管性能全面滿(mǎn)足冀寧聯(lián)絡(luò)線X80級(jí)鋼管性能要求，證實(shí)了HTP管線鋼用于X80輸氣管線的技術(shù)可行性。

　　5熱煨彎管母管用鋼材

　　石油管道采用感應(yīng)加熱彎管工藝制造大角度彎管。感應(yīng)加熱彎管的工藝過(guò)程實(shí)際是淬火＋高溫回火。通過(guò)中頻加熱方法將鋼迅速加熱到Ac3以上，并通過(guò)短時(shí)保溫后迅速冷卻得到淬火組織，它的金相組織不可避免有所粗化，細(xì)晶強(qiáng)化效果減弱，降低終軋溫度獲得的大量位錯(cuò)強(qiáng)化效果減弱。因此，要保證感應(yīng)加熱彎管強(qiáng)韌性，需提高鋼的固溶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化作用。感應(yīng)加熱彎管用母管化學(xué)成分與直管化學(xué)成分不同。C是固溶強(qiáng)化作用最強(qiáng)的元素，過(guò)低的C使其固溶強(qiáng)化作用不足，導(dǎo)致彎管強(qiáng)度不足，C含量0．06％～0．09％較合適?？刂浦饕辖鹪豈n、Mo、Ni和Nb成分也是非常關(guān)鍵的，它們?cè)趶澒莒兄坪突鼗鹛岣咪摰膹?qiáng)韌性作用有以下幾方面：一是提高鋼的淬透性；二是固溶強(qiáng)化作用；三是合金化合物的沉淀強(qiáng)化作用；四是細(xì)化晶粒作用。適當(dāng)提高M(jìn)o和Ni含量，降低Mn含量以保證在低的Pcm和Ceq的基礎(chǔ)上保障感應(yīng)加熱彎管強(qiáng)韌性指標(biāo)。

　　熱煨彎管母管用鋼板通常有兩種方案保持與直管的承載能力相同。一種是為補(bǔ)償熱煨過(guò)程中焊管強(qiáng)度降低和外側(cè)壁厚減薄增加鋼板厚度。另一種是用提高強(qiáng)度來(lái)補(bǔ)償。目前已大批量使用的熱煨彎管母管用X70鋼板厚度為30．4mm。今后發(fā)展趨勢(shì)可能是X70／40．6mm，X80／35．6mm和X100／28．6mm。

　　3ERW管用卷板

　　澳大利亞大量采用X70鋼級(jí)中等口徑ERW管（Ф508mm及以下）作為油氣輸送管，并建設(shè)了X80中等口徑ERW管。我國(guó)目前ERW輸送鋼管批量生產(chǎn)的最大管徑到了610mm，板寬為1935mm，已大批量使用的鋼級(jí)和壁厚為X60／15．9mm，X65／14．3mm。今后發(fā)展可能要達(dá)到X60／20mm，X65／18．4mm，X70／17．5mm。目前已大批量使用的X60鋼級(jí)韌性達(dá)到單個(gè)最小45J、平均最小60J；X65級(jí)單個(gè)最小60J、平均最小90J。今后發(fā)展可能要達(dá)到X60單個(gè)最小90J、平均最小120J，X65單個(gè)最小120J、平均最小160J，X70單個(gè)最小140J、平均最小190J。

　　目前只有少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的幾個(gè)管廠能夠生產(chǎn)抗腐蝕ERW管。主要是控制降低C＝0．04、S＝0．002、P＝0．010，適度添加Ni＝0．22和Cu＝0．22，低Mn，鈣化處理，Ca／S≥1．5，低硬度，≤250HV10，優(yōu)化夾雜物≤1．5級(jí)和帶狀組織≤1．5級(jí)，裂紋敏感率（CSR）≤1．5％，裂紋長(zhǎng)度率（CLR）≤15，裂紋厚度率（CTR）≤5％。

　　ERW焊管的另一個(gè)重要用途是制造高性能油井管。

　　我國(guó)目前只能生產(chǎn)J55級(jí)套管，大部分為油井表層套管，較高鋼級(jí)的套管如K55、N80已試制成功，但實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用很少，致使我國(guó)油井管用量中ERW油井管只占10％左右，絕大部分還是使用無(wú)縫管。這種現(xiàn)象與國(guó)際上ERW油井管占50％左右形成了強(qiáng)烈反差。

　　近年來(lái)國(guó)際上大量采用連續(xù)管和可膨脹管作為小井眼鉆井和采油作業(yè)。連續(xù)管是一種特殊的小直徑ERW焊管，在分支井和小井眼鉆井方面有著廣泛的應(yīng)用前景。采用連續(xù)管鉆井技術(shù)可以節(jié)約25％～40％的鉆井成本，已在美國(guó)和加拿大得到廣泛應(yīng)用?？膳蛎浱坠芤彩且环N特殊的ERW焊管，其連接部分采用可膨脹密封。利用膨脹管修復(fù)損壞的套管可降低修井成本；利用膨脹管完井可降低10％的井徑損失；建立單一直徑的油井，不但省去了復(fù)雜的套管系列，而且可以通過(guò)減少巖石的切削量提高鉆速和油井建井速度。我國(guó)還不能生產(chǎn)這兩種鋼管，首先是沒(méi)有生產(chǎn)這兩種管材所需的特殊帶鋼。

　　未來(lái)10年我國(guó)油氣管線用鋼的需求展望

　　據(jù)規(guī)劃分析，2010年我國(guó)天然氣供需缺口將近1000億m3／a。為滿(mǎn)足我國(guó)未來(lái)天然氣需求，需從俄羅斯和中亞地區(qū)引進(jìn)天然氣，建設(shè)西氣東輸二線等高壓天然氣管道。這些管道的設(shè)計(jì)輸氣量為300億m3／a，是西氣東輸一線管道的2倍以上，其工作壓力、管徑和壁厚都有顯著提高，采用X80鋼管是比較現(xiàn)實(shí)的選擇。而HTP技術(shù)的出現(xiàn)無(wú)疑對(duì)X80鋼級(jí)的應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐。

　　與國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)HTP鋼的熱潮相比，我國(guó)管道界對(duì)HTP鋼在未來(lái)天然氣長(zhǎng)輸管線的應(yīng)用的前景和相關(guān)技術(shù)的了解還不夠充分，研發(fā)工作相對(duì)滯后。如某些管線鋼管標(biāo)準(zhǔn)（企標(biāo)）對(duì)鈮的含量還有較嚴(yán)格的限制，如限制Nb≤0．08％；HTP型管線鋼管應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)還未列入開(kāi)發(fā)課題。一旦需要在長(zhǎng)輸管道應(yīng)用HTP管線鋼管時(shí)，雖然有美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，但因其鋼管口徑和壁厚都小于我們未來(lái)的西氣東輸復(fù)線和中俄輸氣管道，也沒(méi)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)數(shù)據(jù)和配套技術(shù)的開(kāi)發(fā)，將會(huì)處于準(zhǔn)備不足的被動(dòng)局面。

　　為此建議有關(guān)部門(mén)對(duì)HTP管線鋼的開(kāi)發(fā)進(jìn)行專(zhuān)題研究，采取有效措施加快開(kāi)發(fā)步伐，如組織我國(guó)管道和冶金企業(yè)進(jìn)行對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研討和修訂，聯(lián)合進(jìn)行厚壁HTP型X80管線鋼板卷和寬厚板的研制開(kāi)發(fā)，HTP型X80螺旋和直縫埋弧焊鋼管以及冷熱彎管的開(kāi)發(fā)。在研究開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上適時(shí)安排一定批量的實(shí)物生產(chǎn)、環(huán)縫焊接以及試驗(yàn)段建設(shè)，使研發(fā)成果迅速獲得百公里級(jí)規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用，為下一輪管線建設(shè)做好技術(shù)和物資準(zhǔn)備。

　　目前我國(guó)已成為世界油井管生產(chǎn)大國(guó)，但ERW管在油井管的應(yīng)用比例僅為10％，與發(fā)達(dá)國(guó)家ERW油井管占有半壁河山相比有很大差距。每提高一個(gè)百分點(diǎn)，就意味著ERW油井管產(chǎn)量增加2萬(wàn)t。中油集團(tuán)正在組織ERW油井管的攻關(guān)，可以預(yù)料，ERW高端油井管在我國(guó)石油工業(yè)的應(yīng)用將有較大的發(fā)展，而優(yōu)質(zhì)的熱軋帶鋼是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的必要條件。