管線管和上升管用X90-X100高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管的開發(fā)
在以往的無(wú)縫鋼線管標(biāo)準(zhǔn)中，如API 5L（美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）制定的無(wú)縫管線管的最高強(qiáng)度為X80（屈服強(qiáng)度下限為555MPa），幾乎沒(méi)有強(qiáng)度更高的無(wú)縫管線管的實(shí)用例子。一般說(shuō)來(lái)，隨著強(qiáng)度的提高，會(huì)擔(dān)心母材及圓周焊接部的韌性會(huì)下降。因此，為使母材同時(shí)達(dá)到高強(qiáng)度、高韌性和具有良好的圓周焊接性，必須開發(fā)新的鋼管材質(zhì)。另外，頂張力立管起著將井口和海上平臺(tái)直接連接起來(lái)，保護(hù)生產(chǎn)流體流通管子的作用，因此要求其必須具有抵御海浪和海潮沖擊的抗疲勞特性。為解決上述問(wèn)題，新日鐵開發(fā)了管線管和上升管用X90-X100高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管。
新日鐵開發(fā)的的高強(qiáng)度可焊接的X90-X100無(wú)縫鋼線管通過(guò)合金設(shè)計(jì)既確保了母材強(qiáng)度，又確保了韌性，同時(shí)通過(guò)降低C含量改善了焊接部韌性，因此滿足了包括圓周焊接性在內(nèi)的性能要求。
鋼管的外徑和壁厚分別為323.9mm和20.0mm。為評(píng)價(jià)圓周焊接部的特性，對(duì)整個(gè)焊接金屬部進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)、維氏硬度試驗(yàn)、CVN試驗(yàn)和CTOD試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，在HAZ中看成不到明顯的硬化。
將X90鋼管母材的應(yīng)力比R的變化范圍設(shè)置在-1～0.7，進(jìn)行高循環(huán)疲勞試驗(yàn)。在應(yīng)力比R為0.05時(shí)，疲勞極限為650MPa，此時(shí)的應(yīng)力振幅為325MPa，平均應(yīng)力為359MPa。X90鋼管母材在各種應(yīng)力比條件下的疲勞極限與被認(rèn)為是最嚴(yán)格的疲勞極限線圖的Gerber線圖相等或高于其，因此可以說(shuō)它具有良好的疲勞特性。另外X90焊接接頭的疲勞極限與鋼管母材的相同，具有良好疲勞特性，滿足用戶的要求。
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