科技成果

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成果名称: X70大应变管线钢管及应用关键技术

成果登记号: 9612020Y0443

第一完成单位: 中国石油集团石油管工程技术研究院

联 系 人: 谢文江

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新材料

技术领域: 城市建设与社会发展

应用行业: 电力、热力、燃气及水生产和供应业

成果简介:

该项目属于材料科学与工程、冶金和机械工程、石油天然气工程的交叉学科。适用于大口径高压油气管道优化设计、管材制造、服役性能评价及高压油气管道的失效控制与安全保障。大口径高压油气管道途经地震带、滑坡带、矿山采空区、沉陷带等特殊地质环境时的失效控制是国际上研究的热点和重大难题,也是我国中缅管道等重大工程的迫切需求。该项目依托国家科技支撑计划课题"X80管材规范关键技术研究"等多个重大科技项目,历经十余年的研究攻关,攻克了X70HD/X80HD大应变管线钢管关键技术指标设计与评价、大应变管线钢板设计与制造、大应变钢管制造、实物模拟变形装置及试验评价等技术难题,在世界上首次大批量应用于中缅、西气东输等重大管道工程。主要技术创新点:

(1)系统研究建立了钢管材料应力比等关键技术指标与钢管临界屈曲应变的关系,发明了钢管临界屈曲应变能力的预测方法;创新提出用多个应力比、屈强比、均匀塑性变形伸长率等多参量联合表征评价和控制钢管变形行为的方法;首次建立X70HD/X80HD大应变管线钢和钢管新产品技术指标体系和标准。

(2)自主研发形成X70HD/X80HD大应变钢板制造成套技术,攻克了钢板成分、组织、性能、工艺综合调控技术难题,研发了具有合适比例和尺寸的"多边形铁素体+贝氏体"双相组织控制技术,突破了国际上贝氏体+M/A大应变管线钢制造工艺,获得了兼备低屈强比、高均匀延伸率、高应力比、高强韧性的大应变管线钢板。

(3)自主研发形成X70HD/X80HD大应变JCOE和UOE直缝埋弧焊钢管制造技术,研发了钢管成型、扩径等关键工艺技术,发明了高强韧匹配焊接材料,自主研发了集焊接坡口设计、电流、电压和焊材匹配的钢管多丝埋弧焊接技术,解决了钢管母材和焊缝性能合理匹配及材料成型、焊接、扩径、热涂覆过程性能劣化难题。

(4)发明并设计制造了钢管内压+弯曲大变形实物试验装置,该装置具有可更换式法兰盘、可拆卸式承载框架、轴承式力臂支撑等特征;研发形成钢管实物模拟变形试验技术。

应用该成果生产X70HD/X80HD大应变管线钢管5万余吨,在世界上首次大批量应用于中缅、西气东输三线、陕京四线等重大管道工程。新增利润和节约投资约10.19亿元,近三年4.72亿元。

该项成果突破了我国X70HD/X80HD大应变管线钢管研发及应用中的重大技术瓶颈,实现了从无到有到大批量生产应用的跨越式发展。鉴定委员会认为:该成果取得重大技术创新和显著经济效益,总体达到国际先进水平,在大应变管线钢管关键技术指标建立和实物试验装置及技术两方面达到国际领先水平。该项成果保障了中缅管道等重大工程的质量和安全可靠运行,显著提升了我国大口径高强度油气管道建设技术水平,使我国管道建设水平继续保持国际领跑地位。带动了冶金、制造等相关产业的发展,推动了行业技术进步,具有良好社会效益。