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管線用鋼管有不經(jīng)焊接的軋制無縫鋼管和焊接制造的UOE鋼管以及電焊鋼管。焊接鋼管可分為直徑大于20"的UOE鋼管和直徑24"以下的電焊鋼管。這些焊接鋼管是用鋼板焊接制成的,所以作為原料的鋼板,其強度和焊接部位質(zhì)量保證至關重要。
電焊鋼管是將鋼板成形為圓弧狀后,采用電阻焊對圓弧縫隙連續(xù)焊接使之接合制成的鋼管。電焊鋼管外觀好、價格低,廣泛用于汽車部件和建筑材料。20世紀80年代后,出現(xiàn)了高頻焊接方法,并用于電焊鋼管。但這種電焊鋼管不能用于-50℃以下的極寒地區(qū)。原因是鋼管焊接時產(chǎn)生的氧化物在寒冷地區(qū)導致焊接部位低溫韌性顯著下降。
為此,開發(fā)出低溫下焊接部位韌性不下降的管線用電焊鋼管,其制造技術包括對焊接產(chǎn)生的氧化物形態(tài)、分布進行控制的焊接技術以及對焊接部位全長進行快速實時檢測的超聲波探傷技術。
在進行控制氧化物的焊接技術開發(fā)中,用模擬解析方法,查明了高頻焊接時焊接部位發(fā)生的現(xiàn)象。高頻焊接時,高頻電流流過鋼板對鋼板進行加熱。由于電流集中在鋼板角部和端面,將這些部位加熱到鋼的熔點以上,而鋼板厚度中央溫度。因此,對鋼板兩側進行加壓焊接時,鋼板內(nèi)部的氧化物堆積在焊縫的外側,焊后可以將這些氧化物掉。但是由于鋼板角部和端面發(fā)生急速冷卻,板厚內(nèi)的氧化物被封閉到焊縫的內(nèi)側。
低溫管主要用于生產(chǎn)乙烯、丙烯、尿素、合成氨、復合化肥等的裝置和醫(yī)藥工業(yè)中的洗滌、凈化、脫硫、脫脂等工藝裝備,以及深冷設備制造業(yè)、超低溫冷庫、輸送超低溫液化氣體的管道及其管部件,如石油氣深冷分離設備、空氣分離-*設備等。低溫管用材主要有奧氏體型和鐵素體型兩大類,晶體結構的差異決定了奧氏體型低溫管在低溫區(qū)間內(nèi)沒有脆性轉變溫度,一般不需驗證其低溫沖擊韌性就可使用,但GB150-2011規(guī)定當使用溫度不低于-196℃(低溫區(qū)間)時,可免做沖擊試驗,當使用溫度位于-196~-253℃(超低溫區(qū)間)時需按設計文件規(guī)定執(zhí)行。鐵素體型低溫管具有明顯的低溫脆性轉變溫度,有其適用的低溫區(qū)間。盡管世界各國對低溫鋼的溫度界限規(guī)定略有差異,如英國、德國/日本、中國、美國/俄羅斯定義的溫度界限分別為0、-10、-20、-30℃,但是實際工業(yè)環(huán)境可低至-253℃(液氫)不止。
一般石油管材包括石油管及管件,石油管材在生產(chǎn)制造過程中涉及的標準規(guī)范較多,在標準規(guī)范的應用過程中會遇到許多問題,不同用途的管材對應的標準規(guī)范要求也不盡相同,目前國際上關于石油管線管生產(chǎn)執(zhí)行的標準有API SPEC 5L第45版《管線鋼管規(guī)范》?ISO 3183: 2012/Amd 1: 2017《石油天然氣工業(yè) 管線輸送系統(tǒng)用鋼管》,國內(nèi)有GB/T 9711-2017《石油天然氣工業(yè) 管線輸送系統(tǒng)用鋼管》等。
管線管在生產(chǎn)過程中涉及多項無損檢測方法,管體及焊縫等的無損檢測國內(nèi)外標準繁多,如何按照產(chǎn)品標準進行無損檢測對產(chǎn)品的質(zhì)量控制至關重要。
目前鋼制石油管線管生產(chǎn)執(zhí)行的標準主要有:
① API SPEC 5L第45版,2013年7月1日實施,API SPEC 5L第46版,2019年5月1日生效;
② ISO 3183: 2012/Amd 1: 2017,2017年11月生效;
③ GB/T 9711-2017標準,2017年12月1日生效。
API采用ISO 3183作為API SPEC 5L;GB/T 9711-2017在ISO 3183: 2012第3版和API SPEC 5L第45版基礎上編制;API SPEC 5L第46版與第45版相比,主要增加了附錄N《縱向塑性應變能力PSL2鋼管的訂購》,其無損檢測采用附錄K《酸性?海上服役條件和/或縱向塑性應變能力條件鋼管的無損檢測》,附錄K產(chǎn)品范圍增加了縱向塑性應變能力條件鋼管,內(nèi)容無變化。
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