海底油气输送直缝埋弧焊管化学成分控制与力学性能研究

摘要

随着陆地油气资源的不断开采，油气勘探、开发正日益向沙漠、高原、深海等环境比较恶劣的区域进军。我国海底油气输送管道建设不断加快，海底油气输送管规范分析，及其化学成分控制及力学性能的研究，对确保管道的安全服役具有非常重要的意义。
　　本文分析了现行的API5L（第45版）、DNV OS-F101(2013版)等规范，对比陆地管技术标准发现，海底管的指标要求普遍高于陆地管。化学成分设计对海底输油输气用管线钢的强度、韧性等性能有重要影响。海底输油输气用管线钢的磷、硫含量低，残留元素含量低，含碳量及碳当量低，合金元素含量限制严格。
　　对比钢板与钢管化学成分、拉伸性能、夏比冲击、落锤撕裂等试验结果，验证检测设备、检测方法的适用性及制管工艺的可行性。对比X70钢级同壁厚钢板和钢管的横向和纵向拉伸性能试验发现，横向屈服强度和抗拉强度均呈上升趋势，伸长率和屈强比呈下降趋势;纵向屈服强度、抗拉强度和屈强比均呈上升趋势，伸长率呈下降趋势。在定购制管用钢板时必须考虑这一因素。可采取在X70钢级钢板的最小屈服强度的基础上适当降低。扩径率对钢管的屈服强度影响较大，小的扩径率对制管前后屈强比影响不大，随着扩径率的增大对屈强比的影响显著，呈增大趋势。

目录

声明

摘要

第一章 海底油气管道的发展

1．1 海底油气资源

1．2 海底油气管道的发展

1．3 国内外现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 课题研究的目的及意义

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究意义

1．5 应用前景

1．6 海底油气输送直缝埋弧焊管的制造

1．6．1 JCOE生产线概况

1．6．2 JCOE生产线主要工艺流程

1．6．3 JCOE设备及作用

1．7 主要研究内容

1．8 本章小结

第二章 海底油气输送管检验方法及原理

2．1 静载拉伸试验

2．2 抗拉强度与屈服强度

2．3 冲击韧性试验及原理

2．4 弯曲试验原理

2．5 DWTT落锤试验及原理

2．6 光电直读光谱仪分析法

第三章 海底油气输送管规范分析

3．1 海底油气输送管规范

3．2 理化检验标准

3．3 检测设备

3．4 海底油气输送管道主要技术指标

3．5 陆地管与海底管技术标准对照

3．6 生产海洋石油用管应注意的事项

3．7 本章小结

第四章 海底油气输送管化学成分分析

4．1 合金元素的作用

4．2 海底油气输送管用钢板化学成分

4．3 海底油气输送管化学成分分析

4．4 X70钢级陆地管化学成分波动分析

4．5 X70钢级陆地螺旋埋弧焊管与海底直缝埋弧焊管化学成分对比

4．6 海底油气输送管用管线钢的化学成分对力学性能的影响

4．6．1 低碳或超低碳

4．6．2 增加锰含量

4．6．3 铌、钛、钒等微金化

4．6．4 超低硫、磷

4．6．5 化学成分对力学性能的影响

4．6．6 化学成分控制措施

4．7 本章小结

第五章 海底油气输送管力学性能研究

5．1 钢板力学性能

5．1．1 拉伸性能试验

5．1．2 夏比冲击试验

5．1．3 DWTT试验

5．2 海底油气输送管力学性能

5．2．1 拉伸性能试验

5．2．2 夏比冲击试验

5．2．3 导向弯曲试验

5．2．4 DWTT试验

5．3 包申格效应研究

5．3．1 包申格效应的机理

5．3．2 包申格效应分析

5．4 本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文