X80管线钢管质量控制技术

1 概 述
1．1 X80管线钢重要科研创新成果及应用情况
1．2 西气东输二线X80管线钢和钢管系列技术标准
1．3 X80管线钢产品开发及鉴定情况
1．4 西气东输二线X80管材生产和质量状况
1．4．1 西1219mm×18．4 mm x80螺旋埋弧焊管理化性能
1．4．2 西1219mmx22mm X80直缝埋弧焊管理化性能
1．4．3 管材金相组织
1．4．4 西气东输二线工程用。X80管线钢管实物静水压爆破实验结果
1．5 结论
参考文献

2 高钢级厚壁油气输送钢管检测技术
2．1 钢管外观尺寸的检验与验收
2．1．1 电弧烧伤缺陷的检验与验收
2．1．2 管端复合坡口的准确测量
2．1．3 管端切斜的准确测量
2．2 高钢级管线钢金相检验与评定技术
2．2．1 组织鉴别、带状组织和晶粒度评定技术
2．2．2 焊偏量金相检测技术
2．2．3 马氏体奥氏体（M／A）岛的评定技术
2．3 高钢级管线钢韧性测试技术
2．3．1 焊缝夏比冲击缺口精确定位装置
2．3．2 落锤撕裂试验方法
2．3．3 管线钢断裂韧性试验方法
2．4 高钢级管线钢强度测试技术
2．4．1 试验设备及方法
2．4．2 所用指标对拉伸性能的影响
2．4．3 试样尺寸对拉伸性能的影响
2．4．4 试样几何形状对拉伸性能的影响
2．4．5 结论
2．5 高钢级管线钢低硫分析试验
2．5．1 主要仪器和试剂和工作条件
2．5．2 实验条件确定
2．5．3 实验过程
2．5．4 结论
参考文献

3 拉伸与疲劳载荷下高钢级管线钢中夹杂物的微观力学行为
3．1 试验材料及实验方法
3．1．1 试验材料
3．1．2 试验方案及原理
3．2 高钢级管线钢中夹杂物的基本特性
3．3 拉伸载荷下夹杂物导致高钢级管线钢裂纹萌生与扩展的微观行为
3．3．1 拉伸载荷下X80管线钢中夹杂物导致裂纹萌生与扩展的微观行为
3．3．2 拉仲载荷作用下x100管线钢中夹杂物导致裂纹萌生与扩展的微观行为
3．3．3 小结
3．4 疲劳载荷下．X80管线钢中夹杂物导致裂纹萌生与扩展的微观行为
3．4．1 疲劳载荷过程中夹杂物的原位观察
3．4．2 疲劳载荷作用下X80管线钢中裂纹萌生寿命与所加应力之间的关系
3．4．3 X80管线钢中疲劳裂纹的稳态扩展速率
3．4．4 小结
3．5 大型夹杂物在管线钢冶炼过程中的运动规律及夹杂物临界尺寸
3．5．1 大型夹杂物在管线钢冶炼过程中的运动规律
3．5．2 夹杂物临界尺寸的提出
3．5．3 夹杂物临界尺寸的计算
3．6 结论
参考文献

4 高钢级厚壁钢管焊缝自动超声检测方法与技术
4．1 钢管焊缝主要缺陷的类型
4．1．1 气孔
4．1．2 夹渣、夹杂物
4．1．3 未焊透、未熔合
4．1．4 裂纹
4．2 钢管焊缝自动超声检测标准
4．2．1 概述
4．2．2 钢管焊缝自动超声检测石油天然气行业标准介绍
4．3 钢管焊缝自动超声检测存在的问题
4．3．1 标准中存在的问题
4．3．2 检测中存在的问题
4．4 钢管焊缝的自动超声检测方法
4．4．1 检测探头有效声束宽度的计算
4．4．2 检测原理
4．4．3 检测可行性分析
4．4．4 检测探头的排列与布置
4．4．5 检测闸门设置
4．4．6 人工缺陷选择与对比试样设计
4．4．7 检测记录与显示
参考文献

5 高钢级厚壁钢管焊缝数字射线检测方法与技术
5．1 钢管焊缝主要缺陷及其影像识别
5．1．1 裂纹
5．1．2 未熔合
5．1．3 未焊透
5．1．4 气孔
5．1．5 夹杂物
5．1．6 咬边
5．1．7 烧穿
5．1．8 点焊瘤
5．1．9 错边
5．1．10 焊接飞溅
5．2 钢管焊缝数字射线检测标准
5．2．1 钢管焊缝数字射线检测标准概述
5．2．2 钢管焊缝数字射线检测标准的应用范围
5．2．3 钢管焊缝数字射线检测石油天然气行业标准
5．3 钢管焊缝的数字射线检测方法
5．3．1 数字射线检测方法及其原理
5．3．2 数字射线检测的表征参数
5．3．3 数字射线检测图像评定的影响因素
5．3．4 数字射线检测的特点
5．3．5 钢管焊缝数字射线检测的应用
参考文献

西气东输二线管道干线全长4895km，设计输气压力12MPa，采用外径1219mm、X80钢级钢管建造，是当时设计压力、输量、距离长、所使用钢材等级的长输管线。
　　西气东输二线管道穿越沙漠、丘陵、平原、水域、山地等复杂地域以及人口密集的城市，其安全可靠运行对于社会和自然环境具有非常重要的意义。保证管材本身的质量是管道安全可靠运行重要的基础。
　　西气东输二线管道工程规模宏大，工程大规模采用X80钢级钢管，从X80钢级的选用、1219mm管径、12MPa输送压力的论证到钢材、钢管技术条件的研究制定，从原材料小批量试制到实现钢材、钢管的国产化，都面临了严峻的考验和挑战。
　　在西气东输二线科研工作中，中国石油集团石油管工程技术研究院精心组织了研发和科技攻关工作。针对西气东输二线管道的具体特点，在对X80管材关键技术指标进行系统分析和试验研究的基础上，明确了西气东输二线X80管材所需技术标准中尚未确定的关键技术指标，形成了西气东输二线用板材、焊管、感应加热弯管、管件等管材系列专用技术条件。在此基础上，基于国际上全尺寸钢管气体爆破试验数据库、Battelle双曲线模型以及GASDECOM软件对西气东输二线的止裂韧性要求进行了系统研究，提出了西气东输二线断裂控制方案。同时针对西气东输二线多气源的特点，研究开发了具有国际先进水平的高压输气管线减压波分析预测软件，用于西气东输二线工程天然气气质确定和管道止裂预测，提出了西气东输二线天然气组分的控制建议，形成了高压输气管道止裂韧性预测专有技术，丰富和发展了高压输气管道止裂预测理论和方法。
　　石油管工程技术研究院全面系统地研究了西气东输二线X80管线钢管技术标准中关键技术指标，并将研究成果纳入西气东输二线相关板材／管材的技术条件，用于管材的制造、质量控制和采购过程。形成了西气东输二线用X80/X70系列标准（17项正式标准及2项补充规定）。
　　依据形成的西气东输二线用板材、焊管、感应加热弯管、管件等管材系列专用技术条件，石油管工程技术研究院开展了一系列西气东输二线的X80板材和管材质量评价工作。制定了《西气东输二线试制X80管材质量评价工作安排和程序》，明确了试制评价方法和程序，对各板材、钢管生产厂的三个阶段（单炉试制、小批量试制、大批量生产）的产品进行了质量评价工作，评价包括板卷（螺旋钢管）头、中、尾三个位置以及钢板（直缝埋弧焊管）头，尾两个位置，评价试验包括标准中要求的所有试验项目。评价产品种类包括板卷、钢板、螺旋缝埋弧焊管和直缝埋弧焊管。在进行产品评价的同时，及时和各个生产厂进行了技术交流，提出了存在问题和改进措施，有力地保证了西气东输二线的顺利实施。
　　在X80钢管大规模生产阶段，石油管工程技术研究院对西气东输二线所有钢管进行了监造，其中，西段共用X80钢管2852km，164×104t，东段共用X80钢管2080km，113xl04t。
　　为确保西气东输二线工程用钢管质量，针对X80管线钢管开展了质量控制技术研究，主要包括：（1）结合西气东输二线技术标准要求，开展配套的高钢级厚壁油气输送钢管检验技术研究，主要有钢管理化性能检验、工艺质量检验、几何尺寸与外观检验技术等。（2）运用质量统计、可靠性分析等工具和理论，开展钢管质量关键影响因素的分析研究，提出针对性解决措施。（3）研究开发驻厂监理管理系统，建立驻厂监理资源和钢管数据共享平台，实现了钢管质量的实时监控分析，为管道全寿命周期质量控制和安全管理提供了基础数据。（4）开展“生产企业审核 制造过程监造 成品钢管抽查检验”的油气输送管监督检验模式研究，保证工厂出厂钢管100%受控。
　　通过研究，建立了一套高钢级厚壁油气输送钢管检验技术。提出的埋弧焊管焊偏量的测量方法已被IS03183和APISpecSL标准采纳，形成的焊缝超声波分区检测技术、高钢级晶粒度显示方法、M/A岛显示方法、屈服强度测试试样选用方法、管端几何尺寸测量技术等，在西气东输二线钢管生产检验中得到了应用，为西气东输二线X80管线钢管质量控制提供了保障。研究计算了X80钢管中夹杂物在拉伸、疲劳载荷下的临界尺寸，为西气东输二线X80钢管中超大尺寸夹杂物的质量评价和判定提供了技术支持。开发了一套钢管驻厂监理管理系统软件，实现了监造数据远程实时查询统计分析，建立了质量问题案例库及分析平台，为西气东输二线钢管质量实时监控提供了技术手段，为管道全寿命周期质量控制和安全管理提供基础数据。运用质量统计及可靠性分析等工具和理论，确定了影响钢管质量的关键因素，提出了针对性的解决措施，钢管合格率达到98%以上，经监造的钢管出厂合格率1000/o。建立了独特的“监督工厂质量体系运行有效性和检查产品质量符合性”的驻厂监理模式，并实施了“生产企业审核 制造过程监造 成品钢管抽查检验”的钢管生产全过程质量检验控制，保证了西气东输二线用钢管的质量。