Utveckling av slitstarkt stålrör för X70 tjockväggig ubåtsrörledning
Subsea pipeline är huvudkomponenten i utvecklings- och produktionssystemet för olje- och gasfält till havs, och det är det snabbaste, säkraste, mest ekonomiska och pålitliga transportsättet för att kontinuerligt transportera en stor mängd olja och gas. Det har blivit ett effektivt transportmedel som ofta används inom olje- och gasindustrin till havs och är känt som "livlinan" i olje- och gasproduktionssystemet till havs. Sedan 1954 lade Brown & Root-företaget världens första ubåtsrörledning i Mexikanska golfen i USA på mer än ett halvt sekel, den totala längden på den ubåtsrörledning som lagts av länder i världen har nått mer än 100,{{ 2}} kilometer, och djupet är upp till 3052 meter. Kinas ubåtsrörledningsteknik är fortfarande i det inledande skedet, och det finns en viss klyfta med de utvecklade länderna i världen, det finns många tekniska problem.
Den marina miljön är värre än marken, jämfört med landröret, är det marina röret i arbetsmiljön med låg temperatur, högt tryck, stark korrosion, så med hänsyn till särdragen hos den marina rörledningens servicemiljö, styrkan hos ubåten rörledning, seghet vid låg temperatur, tryckprestanda, dimensionsnoggrannhet och andra indikatorer har strikta krav. Med tanke på särdragen hos läggningsanordningar och användningsmiljön för undervattensrörledningar, läggs de övre och nedre gränserna för vertikala och horisontella egenskaper hos rörkroppen fram i utformningen av undervattensrörledningen för att bättre säkerställa dess lika styrka, och det marina röret kräver också god plasticitet och viss korrosionsbeständighet.
Med utvecklingen av oljeutvinning till havs från offshore till djuphavet måste stålröret ha en stor tryckkapacitet, så stålet som används i den undervattensrörledningen utvecklas i riktning mot stor väggtjocklek och hög stålkvalitet. För närvarande har X65 stålrör använts i stor utsträckning vid konstruktionen av undervattensrörledningar i Kina, och det har blivit en trend att fortsätta att utveckla slitstarka stålrör för höghållfasta X70 och högre tjockväggiga undervattensrörledningar som är lämpliga för djup- sjötjänst.
Hög hållfasthet, hög seghet, korrosionsbeständighet och enkel svetsning är de grundläggande kraven för undervattensrörledningsstål. För att möta konstruktionssäkerheten och servicemiljön för undervattensrörledningar krävs konsistensen av längsgående och tvärgående hållfasthet och hög plasticitet hos röret. Högpresterande slitstarkt stål i rörledningar bör kännetecknas av bainit med ultralåg kolhalt eller nålformig ferritstruktur med ultralåg kolhalt, så att den har hög hållfasthet, hög seghet och god svetsanpassningsförmåga samtidigt har hög dynamisk rivhållfasthet. Ren stålsmältningsteknik som ultralågt S- och Ca-behandling krävs i ståltillverkningsprocessen. Vid varmvalsning används kontrollerad valsning och kontrollerad kylningsteknik för att erhålla ren och enhetlig nålformig ferritstruktur.
Enligt de tekniska förhållandena för stålrör för djuphavsrörledningar i Sydkinesiska havet har forskare utvecklat ett tjockväggigt stålrör av stål X70 Φ765,2 mm×31,8 mm slitstarkt stålrör för undervattensrörledningar. Genom att testa stålröret är den längsgående och tvärgående sträckgränsen för stålrörskroppen större än eller lika med 550MPa, draghållfastheten är större än eller lika med 660MPa, det lägsta flytförhållandet är 0.81, svetsens draghållfasthet är 695 MPa, den likformiga töjningen är 7,6 % och töjningen efter brott är 54 %. Vid -20 grad är den genomsnittliga slagenergin för rörkroppen 340J, och den genomsnittliga slagenergin för den svetsade fogen är 168J. Vid 0 grader når det maximala CTOD-karakteristiska värdet δm 0,688 mm, den minsta svetsfogen är 0,222 mm och den minsta värmepåverkade zonen är 0,280 mm. Egenskaperna för motståndskraft mot vätgassprickning, sulfidspänningskorrosion och saltspraykorrosion är goda i basmaterialet, värmepåverkad zon och svets. Testresultaten visar att X70 stålröret har utmärkta egenskaper av stark plasticitet, lågtemperaturseghet, brottseghet och korrosionsbeständighet, och är lämpligt för olje- och gastransporter i marin servicemiljö.
