316L不锈钢无缝管的制造技术

316L不锈钢无缝管

　　20世纪80年代开始开发的316L不锈钢无缝管，近年开发并工业化了超低温用56in. OD-27.7mmWT的X80级，达到DWTT 85% FATT-60℃的管线钢管。作为开发油页岩使用的输送蒸气用钢管，考虑高温强度的X80级也在开发。但是，近几年的开发领域是X100、X120级的316L不锈钢无缝管。

　　X100级316L不锈钢无缝管

　　1994-1995年因壳牌公司要求X100级的试验管，加速了X100级管线钢管的开发。X100级是用约0.06% C的上贝氏体组织获得。平均是0.06%C-1.9%Mn-Cu-Ni-Mo-Ti-Nb、Pcm=0.20。X100级316L不锈钢无缝管多要求变形性能，认为0.06%C是标准含量。另外，为了改善X100级316L不锈钢无缝管的焊缝HAZ韧性低的问题，采用0.03%C的低碳化和氧化物冶金学，尝试抑制晶粒粗大化。但是，从钢管完整性的观点，可以说X100的焊缝HAZ韧性值没有特别的问题。

　　C方向扁平试样的YS虽比圆棒试样拉伸的YS低，但满足了X100级的性能。L方向的YS比C方向低。X100级高强度316L不锈钢无缝管不仅是钢板的性能，而且成形后的特性很重要，有报告介绍在不具有UO轧管机的POSCO设置了管模拟装置，制造1m长度的钢管后进行评价。

　 X120级316L不锈钢无缝管

　　X120级316L不锈钢无缝管的强度是用0.04%C的下贝氏体组织，或0.06%C的上贝氏体组织获得。有开发0.04%C管线钢管的报告。X120级的TS=1000MPa接近马氏体硬度，如没有高淬透性就不能达到。我们知道添加约10ppm B，可提高相当于约1%Mn的淬透性。即使降低昂贵的淬透性元素，用添加B也可以达到X120级的强度。

　　高强度316L不锈钢无缝管弹性变形回复大，不易成形。高强度焊接金属如果氢含量高，就会发生低温裂纹，为了防止低温裂纹的发生，应该尽可能减少氢的来源。

　　低温用316L不锈钢无缝管

　　厚壁材用TMCP很难获得微细组织，所以也很难获得高韧性，而且，随着壁厚增加，拘束应力提高，难以使DWTT特性提高。为此，各公司都在开发低温韧性优良的高强度316L不锈钢无缝管。例如，俄罗斯计划的1000km的Bovanenkovo-Ukhta输气管线使用56in. OD-最大33.4mmWT的X80级316L不锈钢无缝管。设计压力是11.8MPa，最低设计温度是-20℃。进行了空气爆裂试验，对阻止裂纹的钢管和裂纹扩展的钢管进行了比较。裂纹扩展的钢管平行于轧制面的面发生{001}<110>织构，在夏比试验的断面上轧制面发生平行的脆性断裂。

　　为了改善HAZ韧性，尝试优化母材成分。例如，含Mo钢很难获得高HAZ韧性，但通过降低Si量，即使含Mo钢也可获得高CTOD。此外，将Al含量降到超低水平改善HAZ韧性。认为该机理是降低Si和Al，抑制了MA的生成。

　　除此之外，巴伦支海、阿拉斯加输气管线（2700km，预计大部分采用48in. OD-23.7mmWT）计划采用高韧性厚壁X80级316L不锈钢无缝管。有报告介绍虽然是实验室水平，但使用添加B钢，可以达到-60℃的DWTT，CG-HAZ韧性。

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