鞍鋼鲅魚圈X65海底管線鋼實現冬夏穩定量產
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海底管線管作為管線鋼管中的一種,主要是在酸性環境下服役的海底管線、陸上地面集輸管線用鋼管,要求其具有高強度、高的低溫止裂韌性以及良好的焊接性,對特殊地區的管線鋼還要求其具有抗H2S…
海底管線管作為管線鋼管中的一種,主要是在酸性環境下服役的海底管線、陸上地面集輸管線用鋼管,要求其具有高強度、高的低溫止裂韌性以及良好的焊接性,對特殊地區的管線鋼還要求其具有抗H2S腐蝕及抗大應變的能力。長期以來我國海底管線鋼生產一直處于試制階段,未進行大批量生產供貨,僅寶鋼、天津鋼管等一些企業開發出用于制造海底管線鋼的熱連軋卷板和無縫管。
近兩年,鞍鋼鲅魚圈5500mm厚板生產線也已經成功進行了X65海底管線鋼冬夏兩季的開發生產和批量供貨。受溫帶海洋性氣候影響,季節因素對鞍鋼鲅魚圈生產工藝的影響非常明顯,并直接影響產品的力學性能及DWTT(落錘撕裂試驗值)的穩定性。在不同季節條件下,終軋溫度及返紅溫度是影響海底管線鋼X65的生產強度及韌性指標的重要因素,二者偏低將導致屈服強度上升,屈強比升高。對此,鞍鋼鲅魚圈夏季生產采用較低的終軋溫度和返紅溫度,提高抗拉強度,保證較低的屈強比;冬季生產適當增加中間坯厚度,提高終軋溫度和返紅溫度,使得韌性和DWTT值得以提升。鞍鋼鲅魚圈大批量生產海底管線鋼X65實踐證明,在工藝穩定的情況下,環境、季節等因素的影響降低,從而具備了全天候批量生產的條件。
夏季生產顯示第一批產品力學性能橫向值均高于縱向值。鞍鋼鲅魚圈第一次組織生產在夏季,生產了8000噸30.2mm厚X65海底管線鋼,并試制生產厚度為28.6mm管線鋼共100余噸。經現場檢驗發現,部分30.2mm厚試驗鋼的屈服強度及屈強比偏高,甚至超上限出現不合格現象,DWTT值較穩定,絕大部分值在95%以上。
后經分析發現,屈服強度偏高的鋼板,金相組織中針狀鐵素體組織含量較高。因此,在后期的生產中工作人員適當降低了中間坯厚度,并采用軋后增加弛豫時間的方案,克服了屈服強度偏高、屈強比超上限的現象,順利完成了第一批訂單,性能合格率達到95%以上。表1為第一批X65海底管線鋼穩定工藝后的典型性能值。由表1可以看出,其力學性能橫向值均高于縱向值,主要是因為鋼板在軋制過程中,采用先橫向軋制后縱向的模式進行生產。
冬季生產進行工藝改進———提高終軋溫度和返紅溫度。隨后在當年冬季,鞍鋼鲅魚圈5500mm厚板生產線開始生產第二批X65海底管線鋼,均為28.6mm厚。第二批合同采用夏季生產中相同規格的同種工藝進行生產,結果除DWTT值外,其他力學性能均合格,達到理想的控制水平,而且DWTT值出現波動。
通過對生產數據分析排查,相關技術人員認為氣候變化導致精軋累計應變量的累計效果減弱,返紅溫度工藝窗口發生變化,是此次產品不合格的主要原因。經過研究,工作人員設計了新方案并進行小批量試制,并且在原有工藝基礎上適當調整工藝參數,增加中間坯厚度,適當提高終軋溫度和返紅溫度,在確保組織細化的同時,適當增加鐵素體含量及軟相比例。通過多次試驗驗證其各項性能均達到理想范圍,穩定工藝下的性能合格率超過92%。表2為調整生產工藝后,冬季生產的海底管線鋼X65典型力學性能值。
從表2中可以看出,工藝改進后產品各項性能配比優良,屈服強度基本控制在480MPa~550MPa,符合性能要求,韌性得到很好的改善,DWTT值達到90%左右。
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