刊文概览

综合述评

我国特大直径热轧无缝钢管品种和装备的发展历程

成海涛     【摘要】

作者单位：中国金属学会轧钢分会，北京 100711
摘 要：简要介绍了我国特大直径热轧无缝钢管品种和装备的发展历程，分析了特大直径热轧无缝钢管的生产工艺特点。认为，挤压管机组可以生产包括碳钢管、合金钢管、不锈钢管、高温合金管和耐蚀合金管等品种，但生产成本高；二辊斜轧管机组可生产碳钢管、合金钢管，且生产效率高，壁厚精度高，但对于高合金钢、不锈钢、高温合金和耐蚀合金钢管的生产存在困难；周期轧管机组比斜轧管机组适应的钢管品种范围更宽，轧制时的变形量更大，但尺寸精度低。提出了各类特大直径热轧无缝钢管生产机组的供坯方案。
关键词：无缝钢管；热轧；特大直径；顶推扩管；斜轧扩管；顶管

斜轧管机组的特点及发展方向

陈洪琪，成金永，陈亚洲     【摘要】

作者单位：1. 中国钢结构协会钢管分会，天津 300301；2. 河北金奥精工制造股份有限公司，河北 保定 071504
摘 要：通过总结我国轧管机组机型发展的趋势指出，采用斜轧工艺的阿塞尔机组和精密轧管机组在不断减少。与连轧管机组进行多方面的对比发现，斜轧管机组生产的钢管虽外观不完美，但具有产品成本低，尺寸精度高的明显优势，指出不断挖掘斜轧管机组的特点，完善工艺技术，开发有特色的中厚壁钢管产品，做强优势产品，是斜轧管机组未来的发展方向。
关键词：斜轧管机组；阿塞尔轧管机；精密轧管机；中厚壁钢管；发展

试验与研究

冷却方式对耐海水腐蚀钢组织与腐蚀性能的影响

解德刚，赵 波，吴 红，王善宝，袁 琴     【摘要】

作者单位：1. 海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室，辽宁 鞍山 114021；2. 鞍钢集团钢铁研究院，辽宁 鞍山 114021
摘 要：介绍了一种通过控制相变温度得到不同金相组织、不同晶粒尺寸和组织偏析程度的海洋用低合金钢的方法。试验分析了不同金相组织的该低合金钢在模拟海水环境中的盐雾腐蚀速率条件下的变化情况，讨论了钢的盐雾腐蚀性能与金相组织、晶粒尺寸及组织偏析的关联性。认为，晶粒组织越细小，钢的盐雾腐蚀速率越小；组织中有少量贝氏体对盐雾腐蚀性能的影响不明显；带状组织对盐雾腐蚀性能的不利影响受组织晶粒尺寸的交互作用。
关键词：耐海水腐蚀钢；低合金钢；冷却方式；金相组织；腐蚀速率；抗腐蚀性能

Ti对N80-1油管冲击性能的影响*

吴光辉，李端正，卓 钊，吴 丹     【摘要】

作者单位：衡阳华菱钢管有限公司，湖南 衡阳 421001
摘 要：36Mn2V是生产N80-1钢级油管的常用材料，一般采用在线常化或离线正火的生产工艺保证其强韧性。分析了不同化学成分N80-1钢级油管的力学性能和显微组织，用热力学软件模拟得到了过冷奥氏体连续冷却转变曲线，研究了Ti对N80-1油管冲击性能的影响。结果表明：由于微合金元素Ti的添加使过冷奥氏体连续冷却转变曲线右移，降低了贝氏体和马氏体开始转变的冷却速度，使热轧后的组织中有较多的贝氏体和马氏体，从而造成强度和硬度升高及冲击功降低。
关键词：油管；Ti；CCT曲线；冷却速度；贝氏体；冲击性能

新产品开发

封固超深巨厚高压膏盐层用TP155TB高强高韧套管的开发应用

董国艳，张 旭，扈 立，陈 帅，万碧波     【摘要】

作者单位：1. 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司，新疆 乌鲁木齐 830011；2. 天津钢管制造有限公司，天津 300301
摘 要：针对超深、巨厚、大地层倾角的高压膏盐层，研制了一种横向冲击韧性大于80 J、非API规格的Φ265.13 mm×22.00 mm TP155TB套管。总结了该套管的总体设计原则、扣型和材料性能设计要求，分析了生产制造工艺要点，检测了实际质量水平，介绍了实际应用情况。该套管采用带金属密封面的TP-FJ内外平直连型特殊接头，通过与Φ244.5 mm套管的复合管柱结构设计，间隙量充足，确保了在原311.20 mm井眼中入井顺利及固井质量。
关键词：石油套管；TP155TB；膏盐层；高强度；高韧性

BT80S-5Cr抗CO2/H2S腐蚀油管的工业试制及性能评价

石晓霞，张行刚，詹 飞，魏 淼，贾冬梅     【摘要】

作者单位：内蒙古包钢钢管有限公司，内蒙古 包头 014010
摘 要：用10Cr5MoVRE钢试制了BT80S-5Cr抗CO2 /H2S腐蚀油管。介绍了BT80S-5Cr抗CO2 /H2S腐蚀油管的工业试制过程，分析了该油管的金相组织、力学性能和耐蚀性能以及全尺寸实物评价结果。分析认为：该油管的冶金质量、金相组织、力学性能、抗硫化物应力腐蚀开裂性能均满足技术要求，均匀腐蚀速率较同钢级3Cr低30%~50%；拉伸失效载荷高于技术要求55%以上，内压至失效载荷高于技术要求70%以上。
关键词：油管；BT80S-5Cr；CO2 /H2S腐蚀；金相组织；力学性能；腐蚀性能

设计与开发

新型三辊周期冷轧管机探究

李 帅，楚志兵     【摘要】

作者单位：太原科技大学材料科学与工程学院，山西 太原 030024
摘 要：从结构设计、传动系统、轧辊孔型设计等方面分析了LG型和LD型周期式冷轧管机在生产过程中存在的问题，提出了一种能够满足更高轧制需求的新型三辊周期冷轧管机的设计方案。该新型三辊周期冷轧管机采用直线往复式行星减速机，解决了传统轧管机传动效率低、传动链长、震动大、设备占用空间大等缺点；采用了新型三辊轧制孔型，提高了成品管的精度，满足大变形、高精度轧制需求；通过优化整体结构，解决了传统开式机架刚度低、受力集中、长期使用易出现金属疲劳变形的问题。
关键词：精密无缝管；三辊周期冷轧管机；传动系统；孔型设计；结构优化

限动芯棒连轧管机组生产节奏提升策略

欧阳建，费明利，穆 东，张小龙，刘 杰，汤宏亮     【摘要】

作者单位：1. 中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆 401122；2. 衡阳华菱钢管有限公司，湖南 衡阳 421001
摘 要：介绍了连轧管机组的几种不同芯棒循环轧制方式。指出，作为当前连轧管机组的绝对主流，限动芯棒连轧管机组仍然存在生产节奏偏慢问题。为了解决该问题，可以对影响机组技术“瓶颈”的穿孔过程和连轧过程进行一系列技术优化，特别是通过对其前台芯棒及毛管上下料设备结构、芯棒循环工艺流程进行创新，有望实现限动芯棒连轧管机生产节奏质的提升。
关键词：连轧管机组；限动芯棒；生产节奏；痛点问题；技术优化；提升

质量控制

中低碳锰钢管外表面麻面缺陷分析

赵映辉，王 勇，陈 鹏，刘 晓，周田云     【摘要】

作者单位：1. 衡阳华菱钢管有限公司，湖南 衡阳 421001；2. 东北大学，辽宁 沈阳 110819
摘 要：为查明中低碳锰钢管外表面麻面缺陷的产生原因，分析了钢管及轧辊的化学成分、硬度、微观形貌。结果表明，轧辊表面硬度偏低，且在轧制过程中发生石墨及碳化物破碎导致轧辊掉块，少部分掉落的轧辊块在轧制过程中重新黏附于轧辊表面，高温轧制时钢管被轧辊上的黏结物损伤而产生麻面。建议定期修磨轧辊表面，剔除凸出黏结物；适当降低钢管轧制温度；更换轧辊材质；优化轧辊的铸造工艺，使轧辊基体组织中石墨小型化、碳化物球化和小型化，避免轧辊在使用中破碎掉块。
关键词：钢管；中低碳锰钢；麻面；轧辊；黏钢

技术交流

1 100 MPa级工程机械用高强度钢的焊接工艺研究

孙文秀，姜海龙，米永峰，董 珍，姚晓乐     【摘要】

作者单位：内蒙古包钢钢管有限公司，内蒙古 包头 014010
摘 要：对1 100 MPa级工程机械用高强度钢进行了斜Y型坡口焊接裂纹试验和焊接热影响区最高硬度试验，研究其焊接工艺。试验表明：该钢种的焊接热影响区存在淬硬倾向，宜选用低氢的焊接材料且焊后进行消氢处理；预热后再焊接时，热影响区的最高硬度有所降低，为防止焊接冷裂纹的产生应进行焊前预热；预热温度高于200 ℃时，焊缝未出现裂纹，宜采用预热温度高于200 ℃的焊接工艺。
关键词：工程机械用钢；高强度；焊接性能；硬度

CT90钢级连续管对接焊工艺和焊接接头性能研究*

王维亮，张思琪，张万鹏，王维东     【摘要】

作者单位：国家石油天然气管材工程技术研究中心•宝鸡石油钢管有限责任公司•陕西省高性能连续管重点实验室，陕西 宝鸡 721008
摘 要：采用手工TIG焊对Φ60.3 mm×4.8 mm规格CT90连续管进行了对接焊，检测焊接接头的强度、塑性、韧性、硬度、疲劳寿命等。结果表明，该连续管对焊接头性能良好，焊缝、热影响区、母材的硬度差别不大，热影响区没有明显的软化现象；焊接接头的拉伸性能、抗弯曲变形能力、抗挤毁性能和抗内压性能优异；接头的平均疲劳寿命达到了母管的50%，完全满足油田现场工作要求。
关键词：连续管；CT90钢级；手工TIG焊；对接焊；焊接性能

沙子对油套管接头抗螺纹黏结性能影响的试验研究

刘凯敏，尹学东，吕庆钢，姬丙寅，史交齐     【摘要】

作者单位：1. 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司物资供应处，陕西 西安 710018；2. 中国石油化工股份
有限公司西北油田分公司，新疆 乌鲁木齐 830011；3. 西安三维应力工程技术有限公司，陕西 西安 710075
摘 要：通过试验研究了沙子对油套管抗螺纹黏结性能的影响。取110钢级油管螺纹接头样，依次进行螺纹参数测量，理化性能检测，标准条件及模拟沙子条件下的上、卸扣试验。分析认为：上扣前在接箍台肩撒入沙子，卸扣后密封面和台肩处均出现中度黏结现象，表明沙子对油套管抗螺纹黏结性能影响较大。具体表现为：较大沙尘颗粒在台肩和密封面聚集导致螺纹黏结。建议优化接头台肩结构设计，减少沙子在台肩处聚集；同时加强现场操作管理，防止沙子等异物进入接箍。
关键词：油套管；沙子；螺纹接头；螺纹黏结；聚集

集成式液压缸在水压机设备的应用

冯 瑶，于 宾，李忠凯，翁 文，倪舒亚，杨艳滨     【摘要】

作者单位：南京巨龙钢管有限公司，江苏 南京 210061
摘 要：介绍了钢管水压机移动机架锁定机构的工作原理，分析了导致锁紧机构卡滞故障频发的主要原因是：锁定机构的插销装置在长期使用过程中出现磨损。采用集成式液压缸装置取代插销装置，彻底消除了因插销装置存在机械磨损量与间隙量造成的不良影响，使得水压机移动机架锁定机构故障发生率为零，提升了运转效率，降低了检修强度和成本。
关键词：钢管；水压机；锁定机构；集成式液压缸；插销装置；磨损

钢管表面水洗装置在3PE防腐线上的设计与应用

张云龙，王志明，石梦蕊，于辉荣     【摘要】

作者单位：1. 辽阳石油钢管制造有限公司，辽宁 辽阳 111000；2. 宝鸡石油机械有限责任公司泵业分公司，陕西 宝鸡 721016
摘 要：介绍了3PE防腐层涂敷生产线现状，分析了钢管表面水洗装置的设计思路和设计方案，阐述了钢管表面水洗装置的使用效果。分析认为：钢管水洗处理后，降低了表面灰尘度等级和表面盐分含量，提高了3PE防腐层性能；钢管表面水洗工艺具有节能环保等优点，避免了传统酸洗工艺带来的环境污染问题；水洗装置投资少，操作简单，风险低。
关键词：钢管；防腐；3PE涂敷；除锈；水洗装置

锅炉管典型失效案例及其分析

毛长军，严 伟，谭舒平     【摘要】

作者单位：盛德鑫泰新材料股份有限公司，江苏 常州 213144
摘 要：以电厂实际运行中出现的质量问题为背景，分析了锅炉管原材料、锅炉部件制造以及锅炉管服役过程中的三类典型失效案例，研究材料失效原因和失效机理，认为：锅炉管原材料在制造过程中产生的原始裂纹是导致锅炉不能正常运行的原因之一；锅炉部件制造时，锅炉管在弯制、焊接等工序中也可能产生各种缺陷；锅炉管在服役过程中，高温、高压、烟气腐蚀与冲刷等恶劣环境是导致管材裂纹快速扩展至失效的主要因素。建议钢管生产企业严把质量关，锅炉厂严格执行验收工作；锅炉管在服役过程中应定期检修以控制裂纹的萌生。
关键词：钢管；电站锅炉；爆管；失效分析

管加工

无接箍直连型特殊螺纹CB-SF-II套管的研发

戴涵洋，敬 磊，高连新     【摘要】

作者单位：1. 江苏常宝钢管股份有限公司，江苏 常州 213018；2. 华东理工大学机械与动力工程学院，上海 200237
摘 要：介绍了无接箍直连型特殊螺纹接头CB-SF-II的结构特点，利用有限元模拟方法分析该接头在服役过程中的典型工况。重点研究了接头的连接效率以及在复合载荷工况下的抗内压、抗外挤等性能，并介绍了全尺寸试验结果。结果表明，接头的连接效率达到管体强度的75%以上，接头的抗扭能力远高于同规格的API螺纹接头。
关键词：特殊螺纹；直连型；管端加厚；连接强度；抗扭性能

自动化技术

无缝钢管生产领域用中压变频调速系统国产化改造

吴联合，梁 猛，韩广禄，李继伟，李海龙，霍 明     【摘要】

作者单位：天津钢管制造有限公司，天津 300301
摘 要：针对Φ720 mm斜轧扩径机组进口中压主传动变频器存在的防护性和稳定性差等问题，提出了一种采用国产中压变频器替代的解决方案。简述了国产变频调速系统的结构和技术特点，重点介绍了适用于无缝钢管生产领域的高防护变频器的多项创新性优化设计。国产化改造实施后，提高了轧机系统的稳定性，降低了系统维护投入，取得了良好的经济效益和社会效益，可为同类型进口中压主传动变频器的升级改造提供技术指导。
关键词：无缝钢管；中压变频；调速系统；同步电机；国产化；改造

检测技术

三维表面检测设备在钢管外表面缺陷检测中的应用

王 伟，苏惠超     【摘要】

作者单位：宝山钢铁股份有限公司，上海 201900
摘 要：总结了近两年使用三维表面检测设备的实践经验，研究了三维表面检测设备在钢管外表面缺陷检测中的应用。通过对比三维表面检测设备与漏磁设备检测的检测效果，比较了两种检测设备各自的优缺点，重点描述了三维表面检测设备在使用过程中存在的常见问题、误报来源和对应解决方案。指出三维表面检测设备达到了防止大伤漏报的目的，是漏磁、超声波与涡流等无损检测手段的有益补充。
关键词：无缝钢管；外表面；缺陷；三维检测；漏磁检测