ERW鋼管在油氣儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域的應(yīng)用和探討

1、  ERW鋼管在油氣儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域的應(yīng)用和探討 上海埃力生鋼管有限公司    孫永喜  本文提要：      通過(guò)無(wú)縫鋼管（SML）、螺旋焊管（SAW）、高頻直縫焊管（ERW）這三種常用油氣儲(chǔ)運(yùn)的管材進(jìn)行技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比，同時(shí)探討ERW鋼管在高溫和低溫狀態(tài)下運(yùn)行性能，提出ERW焊管是油氣儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域中的產(chǎn)品性能先進(jìn)、質(zhì)量領(lǐng)先、較為經(jīng)濟(jì)的鋼管，應(yīng)成為油氣儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域的首選管材，尤其是石油、石化、成品油及天然氣城市管網(wǎng)領(lǐng)域中應(yīng)廣泛應(yīng)用。     一、國(guó)內(nèi)外ERW鋼管的技術(shù)發(fā)

2、展進(jìn)程 高頻直縫焊管（ERW）是將熱軋卷板經(jīng)過(guò)成型機(jī)成型后，利用高頻電流的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，使管坯邊緣加熱熔化，在擠壓輥的作用下進(jìn)行壓力焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的。高頻電阻焊方法50年代開(kāi)始應(yīng)用于焊管生產(chǎn)。近十年來(lái)，其生產(chǎn)技術(shù)日趨完善，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。首先是ERW生產(chǎn)所用原料的質(zhì)量有了明顯的改觀，鋼材成份設(shè)計(jì)中的低C，低P、S，微合金化；冶煉過(guò)程中的轉(zhuǎn)爐冶煉、鋼包精煉、真空脫氣、連鑄等新技術(shù)的采用；軋制過(guò)程中控制軋制、控制冷卻技術(shù)的使用使得大中口徑ERW鋼管用熱軋鋼帶的外觀尺寸、外觀質(zhì)量、理化性能大幅度提高。代表我國(guó)熱軋鋼帶最高水平的寶山鋼鐵公司所生產(chǎn)的管線用鋼已達(dá)到美國(guó)石油協(xié)會(huì)API 

3、5L標(biāo)準(zhǔn)的要求，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。其次是大中口徑ERW鋼管成型焊接熱處理等工序生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，高頻焊接過(guò)程中熱輸入能量隨著計(jì)算機(jī)的自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)得到了有效的控制，防止了焊接熱輸入能量偏低造成的冷焊、虛焊和熱輸入能量偏高而引起的過(guò)燒。中頻熱處理溫度的控制使得熱處理過(guò)程能夠按工藝要求達(dá)到最佳效果，有效的保證了焊縫和熱影響區(qū)的質(zhì)量。此外，檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了在線或離線全焊縫超聲波或渦流探險(xiǎn)傷，水壓試驗(yàn)也可以在計(jì)算機(jī)的監(jiān)控下，按要求進(jìn)行試壓和穩(wěn)壓。ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)和APIQ1規(guī)范的推廣和實(shí)施，使得大中口徑ERW鋼管生產(chǎn)、檢驗(yàn)、銷(xiāo)售和服務(wù)處于一個(gè)全過(guò)程的質(zhì)量保證之中。近年來(lái)，各國(guó)都

4、在積極研究用ERW鋼管代替無(wú)縫管和螺旋焊管，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，直徑在610mm以下，ERW所占比例已達(dá)到70%左右。 近十年來(lái)，日本的ERW焊管發(fā)展很快。新日鐵光制鐵所、住成金屬和歌山制鐵所各有一條508 mm（20in）ERW焊管生產(chǎn)廠；川崎知多制鐵所、日本鋼管京濱制鐵所各有一條609. mm(24in)ERW焊管生產(chǎn)線。目前ERW焊管的產(chǎn)量已經(jīng)占日本鋼管總產(chǎn)量的7075%.而螺旋縫埋弧焊管已經(jīng)較少。 韓國(guó)ERW焊管起步早,發(fā)展快,已大量取代了無(wú)縫鋼管。釜山鋼管公司和現(xiàn)代鋼管公司各有9條焊管生產(chǎn)線，其中8條是ERW焊管生產(chǎn)線，只有一條螺旋埋弧焊管訂貨越來(lái)越少。其主要原因是，用螺旋縫埋弧焊管建設(shè)

5、的油氣長(zhǎng)輸管線逐年減少，有些國(guó)家甚至不允許將螺旋縫埋弧焊管用在重要的油氣長(zhǎng)輸管線上。如美國(guó)Amoco公司規(guī)定，不允許將螺旋縫埋弧焊管用于油氣長(zhǎng)輸管線。 阿根廷Siat公司有一條RBE直縫埋弧焊管生產(chǎn)線，兩條ERW直縫管和一條螺旋縫埋弧焊管生產(chǎn)線。據(jù)Siat公司介紹，在阿根廷，螺旋縫埋弧焊管一般只用于輸水及打樁。油氣長(zhǎng)輸主干線均用RBE直縫埋弧焊管，部分支線采用ERRW焊管。 俄羅斯的塞維爾斯基制管廠（Seversky Tubeworks）有6條ERW焊管生產(chǎn)線，第1條生產(chǎn)線建于1962年，最新車(chē)間建于1993年，鋼管管徑632mm，1076mm，2076mm，20102mm，73219mm，1

6、02220mm，可根據(jù)要求生產(chǎn)鍍鋅鋼管，年總產(chǎn)量92萬(wàn)噸。  美國(guó)的GENEVA STEEL、CSI TUBULAR PRODUCTS、IPSCO TUBULARS、LONE STAR、NEWPORT STEEL、TUBACERO INTERNATIONAL及US STEEL TUBULAR PRODUCTS均有ERW焊管生產(chǎn)線。1 在我國(guó)，大中口徑ERW鋼管出現(xiàn)于八十年代末九十年代初，但發(fā)展異常迅猛，產(chǎn)品市場(chǎng)覆蓋率越來(lái)越大，產(chǎn)品已進(jìn)入石油、石化、天然氣、建筑、電力、礦山、煤炭、城市管網(wǎng)，建筑結(jié)構(gòu)等工業(yè)領(lǐng)域。 二、ERW與SAW、SML各項(xiàng)性能技術(shù)指標(biāo)的對(duì)比注   

7、;  1、ERW與SAW的對(duì)比     （1）由于SAW焊縫長(zhǎng)度大約是ERW焊縫長(zhǎng)度的4-5倍，其內(nèi)焊瘤無(wú)工藝能力去除，因此在輸送介質(zhì)時(shí)不可避免地增加了管道內(nèi)壁的摩阻。而ERW焊縫長(zhǎng)度短，內(nèi)焊瘤能去除，介質(zhì)在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管道內(nèi)壁產(chǎn)生的摩阻相對(duì)螺旋縫埋弧焊鋼管來(lái)說(shuō)比較小，這對(duì)減少成品油輸送時(shí)產(chǎn)生的混油量和降低摩阻產(chǎn)生的溫升非常有利。 （2）根據(jù)殘余應(yīng)力測(cè)定結(jié)果表明，ERW焊管周向成型內(nèi)應(yīng)力較小，對(duì)于管材是有利的。對(duì)于SAW焊管，由于其焊縫區(qū)大，焊縫內(nèi)應(yīng)力有拉也有壓，應(yīng)力狀態(tài)比ERW管復(fù)雜，這與螺旋焊管的成型工藝有關(guān)。內(nèi)表面為彈復(fù)拉應(yīng)力，軸向應(yīng)力為+450

8、Mpa，周向應(yīng)力為+344 Mpa，這種在焊縫及熱影響區(qū)內(nèi)壁的大范圍的拉應(yīng)力將對(duì)內(nèi)壁缺陷的啟裂和應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生不利的影響。 （3）由于SAW焊縫長(zhǎng)度大約是高頻直縫管焊縫長(zhǎng)度的4-5倍，成品管焊縫處理的防腐處理比較困難；ERW鋼管具有焊縫短（與螺旋縫鋼管相比），鋼管壁厚均勻、長(zhǎng)度穩(wěn)定、幾何尺寸精度高、防腐及組裝焊接的質(zhì)量易保證。 2、ERW與SML的對(duì)比 （1）優(yōu)越的管坯質(zhì)量 ERW鋼管的管坯與SML鋼管的管坯相比化學(xué)成份的設(shè)計(jì)更為科學(xué)合理。 ERW專(zhuān)用鋼種具有高純凈度的特點(diǎn)。通過(guò)脫S，脫P(yáng)，脫氣，Ca處理等方法使得S、P含量可控制在0.005%以下，N含量可控制在0.008%以下，夾雜物的形態(tài)可

9、控制為球狀，且其數(shù)量大為降低。C含量控制在0.1%以下，使得焊接包括施工過(guò)程的環(huán)焊具有好的焊接性能，而強(qiáng)度的增加則通過(guò)加入Nb、V、Ti等微量合金元素，來(lái)阻止奧氏體晶粒的長(zhǎng)大， 同時(shí)增加間隙強(qiáng)化來(lái)提高鋼材的韌性與強(qiáng)度。而SML鋼管的管坯一般為A3、20號(hào)鋼、16Mh等材質(zhì)，材料的純凈度較差，C含量較高，一般在0.2%左右，不利于施工中的環(huán)焊對(duì)接，強(qiáng)度尚可，但韌性較差。 ERW鋼管管坯與SML鋼管管坯的另一大區(qū)別是：前者是用熱軋鋼帶冷軋成型制造的，而后者則是園鋼在熱軋狀態(tài)下由穿孔成型的。顯然，熱軋狀態(tài)下形成的SML管坯的晶粒度及組織的織密程度與ERW管坯相比有較大的差距，由此可引起的性能必然也有

10、很大的不同。 （2）幾何尺寸的優(yōu)勢(shì) 從圖一、圖二可以看出：無(wú)論從資料對(duì)比，還是資料中實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，ERW鋼管都比SML的尺寸精度高。這是由于無(wú)縫管是園鋼在熱軋機(jī)組中連續(xù)穿孔成型的，而ERW鋼管則是由鋼帶在冷軋狀態(tài)下成型的。相比之下，ERW在外觀尺寸方面的控制比SML更容易實(shí)施。正因?yàn)槿绱?，ERW鋼管的外觀質(zhì)量缺陷較少，外觀質(zhì)量也優(yōu)于SML鋼管。 此外，由于電腦飛鋸的使用，ERW鋼管的定尺率及定尺長(zhǎng)度的精度較高。由于ERW鋼管是用軋制精度較高的熱軋鋼帶制造，其厚度容易控制，可按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)壁厚較薄而鋼級(jí)較高的鋼管。如西氣東輸工程用管，經(jīng)過(guò)幾次反復(fù)論證，現(xiàn)基本確定用X70鋼級(jí)，壁厚在14.7mm、

11、1016mm鋼管，鋼級(jí)提高，壁厚下降，相對(duì)降低工程投資，大約50億元左右。而無(wú)縫管的壁厚往往受到穿孔技術(shù)和生產(chǎn)成本的限制，薄壁鋼管難度很高。 （3）ERW與SML標(biāo)準(zhǔn)的比較 流體輸送用一般無(wú)縫熱軋鋼管，標(biāo)準(zhǔn)為GB8163-87，其規(guī)格為：外徑32-630mm，壁厚為2.5-75mm，鋼號(hào)為10，20，09MnV，16M n。美國(guó)石油協(xié)會(huì)API  5L（41）標(biāo)準(zhǔn)適用于石油天然氣輸送用鋼管，包括焊管和無(wú)縫管，其規(guī)格為外徑10.32032.0mm，壁厚為1.7-  31.8mm，鋼號(hào)為A25，A ，B ，X42，X46，X52，X56，X60，X65，X70，X80與之標(biāo)準(zhǔn)相類(lèi)

12、似的有ISO3183-96系列標(biāo)準(zhǔn)和97年11月發(fā)布，98年4月開(kāi)始實(shí)施的GB/T9711-97系列標(biāo)準(zhǔn)。鑒于ISO、GB/T標(biāo)準(zhǔn)均源于API  5L（41）標(biāo)準(zhǔn)。因此將GB8163-87與API  5L（41）作以對(duì)比，如表1。 從表1中對(duì)比可以知道，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的要求有以下特點(diǎn)： 1）GB8163-87中規(guī)定的檢驗(yàn)項(xiàng)目，API 5L（41）亦有相應(yīng)要求，其指標(biāo)完成能夠滿足這些項(xiàng)目的要求。GB8163-87中的10、20、09MnV和16Mn分別相當(dāng)于API 5L（41）中的A、B級(jí)，X42級(jí)，X46級(jí)，X52級(jí)。 2）GB8163-87中的鋼管的幾何尺寸精度要求低于API

13、5L（41）。 3）GB8163-87和API 5L（41）對(duì)水壓的要求程度有很大不同，前者明文規(guī)定可以用超聲波或渦流代替水壓，而后者則不然。這一點(diǎn)極為關(guān)鍵，因?yàn)樗畨簷z驗(yàn)是鋼管極為重要的檢驗(yàn)項(xiàng)目之一。并且，前者水壓試驗(yàn)值的規(guī)定低于后者的要求，對(duì)于X42以下級(jí)別，ERW管標(biāo)準(zhǔn)水壓試驗(yàn)值在不大于114.3mm時(shí)與GB8163-87一致；大于114.3mm外徑時(shí)，分別比無(wú)縫管要求高于15%和25%。 對(duì)于打壓時(shí)的要苛刻，它要求水壓機(jī)必須配備某種自動(dòng)或連鎖的強(qiáng)制性裝置，記錄保壓曲線，保證穩(wěn)壓時(shí)間。 4）GB8163-87與API 5L（41）在無(wú)損檢測(cè)方面的要求有很大的不同，前者檢驗(yàn)項(xiàng)目中并沒(méi)有明確規(guī)

14、定須經(jīng)無(wú)損檢測(cè)，只是在水壓檢驗(yàn)項(xiàng)目下提到過(guò)用無(wú)損檢驗(yàn)代替水壓的說(shuō)法；而后者則要求水壓與無(wú)損檢驗(yàn)項(xiàng)目同時(shí)進(jìn)行。筆者認(rèn)為，后者的規(guī)定更為科學(xué)和可靠，實(shí)踐證明，無(wú)論ERW還是SML鋼管，水壓通過(guò)未必就說(shuō)明管子沒(méi)有內(nèi)在的嚴(yán)重缺陷，而這種缺陷往往對(duì)鋼管使用的壽命有很大的影響，成為客戶關(guān)心的重點(diǎn)。另外，水壓時(shí)的管端肓區(qū)也是缺陷的高發(fā)地帶。因此，API 5L（41）不僅同時(shí)要求水壓和無(wú)損檢驗(yàn)，而且要求在水壓后對(duì)焊縫和管端肓區(qū)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，以防止由于水壓受力而引起的裂紋或缺陷擴(kuò)展及管端缺陷漏檢。 5）壓扁試驗(yàn)從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定看，GB8163-87比API 5L（41）苛刻，而實(shí)際上ERW鋼管的焊縫和母材的強(qiáng)韌匹配使

15、得其在壓合時(shí)往往不發(fā)生開(kāi)裂，因此，ERW鋼管的抗壓扁性能并不比無(wú)縫管差。 （4）ERW與SML鋼管實(shí)物質(zhì)量對(duì)比。 經(jīng)西安管材研究所和上海市技術(shù)監(jiān)督局黑色金屬檢驗(yàn)站的質(zhì)量檢測(cè)，這里取兩個(gè)規(guī)定B級(jí)219×8.18和X52級(jí)323.9×6.4，及所收集到的國(guó)產(chǎn)TS/52K219×6ERW管、國(guó)產(chǎn)20鋼（相當(dāng)于API B級(jí)或X42級(jí)）159×6、墨西哥產(chǎn)ST45（相當(dāng)于API X52級(jí)）219×6無(wú)縫管的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)其化學(xué)成份、拉伸性能、壓扁性能、沖擊韌性、外觀質(zhì)量進(jìn)行分類(lèi)比較。 1、化學(xué)成份 類(lèi)型材質(zhì)、規(guī)格分析結(jié)果（0%） C Mn S i P S E

16、RW (國(guó)產(chǎn)1) B     219×8.180.06 0.83 0.20 0.014 0.008 (國(guó)產(chǎn)2)X52   323.9×6.40.09 1.06 0.25 0.012 0.003 (國(guó)產(chǎn)3)TS/52K219×60.12 1.20 0.28 0.013 0.005 SML (墨)ST45    219×60.19 0.78 0.28 0.011 0.017 (國(guó)產(chǎn)4)20     159×60.21 0

17、.56 0.15 0.026 0.034 表2 從表2中可以看出，五種鋼管的成份全部滿足API 5L（41）和GB8163-87之要求。ERW的成份設(shè)計(jì)是低C高M(jìn)n，而SML則是高C低Mn，顯然前者的可焊性比后者更好，這對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工中環(huán)焊縫的焊接更為有利，同時(shí)ERW的鋼質(zhì)比SML有更高的純凈度。 2、機(jī)械性能 從表3可以看出： 1）拉伸性能均滿足API 5L（41）和GB8163-87標(biāo)準(zhǔn)要求，且ERW和SML的抗拉伸性能相當(dāng)。 2）從沖擊性能可以明顯發(fā)現(xiàn)，ERW鋼管的韌性優(yōu)于SML，特別是在低溫條件下更甚。 3）壓扁性能表明，三個(gè)ERW鋼管壓合時(shí)均未出現(xiàn)裂紋，而20鋼無(wú)縫鋼管出現(xiàn)微裂紋，另一未

18、裂，說(shuō)明ERW鋼管抗壓扁性能較優(yōu)。 3、外觀尺寸工藝質(zhì)量 鋼管類(lèi)型規(guī)  格 外徑偏差（%） 壁厚偏差（%） 外觀工藝質(zhì)量ERW 219.1×6+0.41-0 +2.3-0 較好，內(nèi)毛刺+0.8 219×8.18+0.58-0 +0-3.6 較好，內(nèi)毛刺+0.7 323.9×6.4+0.16-0 +1-2 好，內(nèi)毛刺+0.4 SML 159×6+0.13-0.60 +9.0-9.3 較差219.1×6+7.0-0.13 +8.7-0 較差表3 表3是對(duì)五種鋼管幾何尺寸和外觀工藝質(zhì)量的一個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。可見(jiàn)： 1）外觀尺寸和工藝質(zhì)量均符合兩個(gè)

19、標(biāo)準(zhǔn)要求。 2）從產(chǎn)品實(shí)物測(cè)量結(jié)果看，ERW的外觀幾何尺寸和外表工藝質(zhì)量大大優(yōu)于SML鋼管。 三、ERW與SML鋼管在價(jià)格上的比較 ">由于生產(chǎn)工藝先進(jìn)和生產(chǎn)效率較高，ERW鋼管生產(chǎn)成本要比無(wú)縫鋼管低得多。在一般情況下ERW鋼管每噸價(jià)格要比相同材質(zhì)的無(wú)縫管低600-800元左右。以普鋼ERW鋼管為例，如Q235A、B或SS400，12”，323.9×8，每噸含稅價(jià)在3500-3600元左右；又如管線鋼系列，X42，12”，323.9×8，每噸含稅價(jià)在4000-4100元左右，都比同類(lèi)SML鋼管價(jià)格上低得多。 四、ERW鋼管適應(yīng)溫度范圍問(wèn)題的討論 ERW直縫高

20、頻焊管按API-5L標(biāo)準(zhǔn)或按GB/T 9711.1-1997標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有特別說(shuō)明ERW焊管適應(yīng)溫度范圍，茲討論如下： 1、關(guān)于ERW焊管適應(yīng)高溫區(qū)范圍：國(guó)外在高溫高壓下也用有縫管。有縫管與無(wú)縫管都是金屬制品，如日本標(biāo)準(zhǔn)ISO只認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)，不分有縫與無(wú)縫。     溫度對(duì)金屬變形的影響：在高溫下，金屬抵抗塑性變形的能力，一般都比低溫時(shí)小，因此，溫度愈高，金屬的強(qiáng)度和硬度愈低，塑性和韌性愈高。     從金相學(xué)來(lái)看，金屬熱加工還是冷加工的溫度界限，是以再結(jié)晶溫度來(lái)區(qū)分的。凡是高于再結(jié)晶溫度進(jìn)行的壓力加工叫熱加工，低于再結(jié)晶溫度進(jìn)行的壓

21、力加工叫冷加工。鋼鐵要在600-700時(shí)加工，才算熱加工，400時(shí)加工，還是冷加工。     溫度對(duì)金屬?gòu)?qiáng)度的影響： 國(guó)內(nèi)有的文獻(xiàn)指出：“400以下管材的許用應(yīng)力值是以材料屈服極限、比例極限為基礎(chǔ)。長(zhǎng)時(shí)間處于400以上高溫時(shí)（如：35kg/cm2蒸汽）的管道，由于產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象顯著，許用應(yīng)力是以蠕變強(qiáng)度為基礎(chǔ)。各種規(guī)范的許用應(yīng)力值都是以此為基礎(chǔ)制定的?！? 從金屬熱處理一般知識(shí)可知： 當(dāng)溫度為200時(shí)，碳鋼的屈服限非但沒(méi)有降低，相反略有增加，所以，碳鋼本體在250以下高溫工作時(shí)，可以不必考慮溫度對(duì)靜強(qiáng)度的影響。 溫度對(duì)于疲勞強(qiáng)度的影響碳鋼在350400的高溫度下，疲

22、勞強(qiáng)度非但沒(méi)有降低，反而上升。 從以上分析說(shuō)明，國(guó)外高溫高壓條件下仍用有縫管是有科學(xué)依據(jù)的。國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：  中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1501998鋼制壓力容器4.2.3條“關(guān)于碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼板的適用范圍規(guī)定” 如下： Q235A鋼板：容器設(shè)計(jì)壓力P1.0Mpa，鋼板使用溫度為0350，用于殼體時(shí)，鋼板厚度不大于16mm。   中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 50541996火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定常用國(guó)產(chǎn)鋼材及其推薦使用溫度見(jiàn)表4：           &#

23、160;   常用國(guó)產(chǎn)鋼材及其推薦使用溫度          鋼類(lèi)鋼號(hào)推薦使用溫度（）允許上限溫度（）備注碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A.F Q235B.F 0200 250 GB700 Q235A Q235B Q235C 0300 350 GB700 Q235D -20300 350 GB700 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼10 -20425 430 GB3087 20 -20425 430 GB3087 20G -20430 450 GB5310 普通低合金鋼16Mng -40400 400 Gb713 合金鋼15

24、CrMo 510 550 Gb5310 12Cr1MoV 540555 570 GB5310 12Cr2MoWVTiB 540555 600 GB5310 12Cr3MoVSiTiB 540555 600 GB5310 表4 20G鋼管，若要求使用壽命不超過(guò)20年，使用溫度可提高至450，但使用期間應(yīng)加強(qiáng)金屬監(jiān)督。 關(guān)于管線鋼材料的ERW鋼管可以參考有關(guān)合金鋼管的溫度范圍。 2、關(guān)于ERW焊管適應(yīng)低溫范圍：    從各國(guó)ERW管的生產(chǎn)情況來(lái)看，除具有生產(chǎn)率高、成本低、尺寸精度高之外，其焊縫的抗拉強(qiáng)度、延伸率、斷面收縮率、彎曲試驗(yàn)、常溫沖擊韌性值等均能滿足有關(guān)規(guī)范的

25、要求。但也有不少?gòu)S家生產(chǎn)的ERW鋼管的焊縫低溫韌性較差，從而限制了在低溫狀態(tài)下使用。 我國(guó)曾對(duì)由國(guó)外引進(jìn)某廠材質(zhì)為X46的355.6 ERW鋼管進(jìn)行了測(cè)試，其焊縫低溫韌性如表5： 國(guó)外某廠X46 ERW鋼管的FATT值規(guī)格x部位FATT/SA 50% SA 80% 355.6 焊縫母材-95 -20 -80 -3 表5 因此，參考表5，一般ERW焊管似可適應(yīng)低溫范圍-10。3     解決ERW鋼管焊縫低溫韌性偏低的途徑： 日本NKK制管廠生產(chǎn)X65級(jí)鋼管焊縫FATT值，SA=50%時(shí)，F(xiàn)ATT達(dá)-65；SA=80%時(shí)，F(xiàn)ATT達(dá)-45?？梢詽M足輸送丙烯（-48）

26、及丙烷（-42）的要求。     優(yōu)選母材FATT值：它們的做法是：對(duì)用于生產(chǎn)ERW鋼管的原料，進(jìn)行特殊脫S及Ca處理精練，從而得到純凈的具有低溫韌性良好的材質(zhì)。 表6列出NKK的X42、X52、X60、X70四種材質(zhì)ERW鋼管母材的FATT值，表中數(shù)據(jù)系用2/3尺寸夏氏沖擊試驗(yàn)求得，取樣方向?yàn)闄M向。 為取得優(yōu)良的ERW鋼管焊縫低溫韌性，NKK選取的母材FATT值材質(zhì)FATT/SA 50% SA 80% X42 -96 -60 X52 -95 -75 X60 -112 -95 X70 -128 -115 表6 由表6可以看出，母材的FATT值很低，雖然ERW管的焊

27、縫超前于母材進(jìn)入脆性區(qū)，但因母材的FATT值很低，故焊縫的FATT值雖比母材的高，但仍能滿足設(shè)計(jì)要求。當(dāng)然這一切取決于用戶或設(shè)計(jì)的要求，如最低設(shè)計(jì)溫度較高，則焊縫的FATT值可與之相對(duì)應(yīng)，從而對(duì)母材不必有過(guò)低的FATT值要求。 降低母材FATT值的措施如前所述，系采取特殊的脫S處理和Ca處理。從NKK的ERW管試樣分析看，其S含量?jī)H為0.001%，API 5L要求不大于0.050%，比規(guī)范要求低50倍；其P含量為0.005%，API 5L要求為不大于0.040%，比規(guī)范低8倍，但加入Nb等元素，Ca處理后，Ca含量為0.003%0.0032%。     優(yōu)化電阻焊

28、工藝： 熱輸入量、焊接速度、焊縫開(kāi)口角等各因素均與焊縫處的低溫韌性有關(guān)，在這方面曾有人做過(guò)大量有益的工作。焊口兩側(cè)焊接面在成型過(guò)程中，相互靠近的速度應(yīng)與由于金屬融化而使焊口兩個(gè)側(cè)面分開(kāi)的速度相近，如前者速度大則會(huì)出現(xiàn)冷焊，如后者速度大則會(huì)有較多異物侵入而造成FATT值上升，有文獻(xiàn)推薦焊縫開(kāi)口角以56°為佳，焊接速度以20m/min為好，具體情況應(yīng)具體分析，相信經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后可找出最佳焊接工藝，從而提高焊縫的低溫韌性。     改善退（正）火處理工藝： 除退（正）火工藝外，熱處理位置應(yīng)與焊縫對(duì)中。如前所述，我們由國(guó)外某廠引進(jìn)的幾種規(guī)格的ERW鋼管中，金相分

29、析發(fā)現(xiàn)，某些試樣有焊后熱處理偏離焊縫熔合區(qū)的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象肯定會(huì)對(duì)焊縫韌性有一定影響。有些試樣偏離量達(dá)5mm左右。 五、油氣儲(chǔ)運(yùn)工程應(yīng)推廣使用ERW鋼管 石化企業(yè)中油品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的生產(chǎn)操作條件與生產(chǎn)裝置相比，相對(duì)“溫和”得多。其工作壓力一般在2.5Mpa以下，個(gè)別情況可達(dá)4.0 Mpa；工作溫度一般在100OC以下，最高不超過(guò)180 OC，只有在用1.0 Mpa蒸汽吹掃時(shí)，溫度最高可達(dá)250 OC左右。各種油品一般無(wú)腐蝕或只有輕微腐蝕。油品儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)操作如油品裝卸、調(diào)和、輸轉(zhuǎn)等一般均為間斷腐蝕。油品儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)操作如油品裝卸、調(diào)和、輸轉(zhuǎn)等一般均為間斷操作，只有少數(shù)給生產(chǎn)裝置供原料的機(jī)泵為連續(xù)操作。 石

30、化企業(yè)油品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的管材選用目前均按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)石油化工企業(yè)管道設(shè)計(jì)器材選取用通則（SH3059-94）。該規(guī)范中對(duì)電阻焊碳鋼直縫鋼管（ERW鋼管）的選用規(guī)定：經(jīng)冷擴(kuò)擴(kuò)脹率不超過(guò)1.5%外徑的產(chǎn)品，宜用于設(shè)計(jì)溫度不超過(guò)200 OC的管道，未經(jīng)冷擴(kuò)的鋼管可用于設(shè)計(jì)溫度不超過(guò)425 OC的管道。由此可以看出，在油品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中可選用ERW鋼管。但在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，各設(shè)計(jì)單位都有更具體的管材選用規(guī)定和一些習(xí)慣的做法。 由于歷史條件的限制，在七八十年代國(guó)內(nèi)尚無(wú)ERW鋼管，只有能用于低壓流體（如水、壓縮空氣等）的高頻電焊鋼管，即按國(guó)標(biāo)低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管（GB3091）和低壓流體輸送用焊接鋼管（GB3

31、092）生產(chǎn)的焊接鋼管。還有按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)承壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管（SY5036）和承壓流體輸送用螺旋縫高頻焊管（SY5038）生產(chǎn)的螺旋焊縫鋼管。這種鋼管一般只能用在設(shè)計(jì)壓力不超過(guò)1.0Mpa的無(wú)毒介質(zhì)管道。因此一般在油品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，不管實(shí)際生產(chǎn)操作條件如何，只能選用無(wú)縫鋼管。長(zhǎng)期以來(lái)各單位的具體管材選用規(guī)定中，均規(guī)定在一般情況下選用無(wú)縫鋼管，只有在DN350時(shí)，可選用螺旋縫埋弧焊鋼管（其主要原因是大口徑無(wú)縫鋼管當(dāng)時(shí)需進(jìn)口，價(jià)格昂貴）。有時(shí)為了與生產(chǎn)裝置選材一致，在油品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中也要求選取用無(wú)縫鋼管。4 從90年代起我國(guó)陸續(xù)從國(guó)外引進(jìn)了ERW鋼管的生產(chǎn)技術(shù)裝備，已可生產(chǎn)DN80-300的ERW鋼管，年產(chǎn)量可達(dá)上百萬(wàn)噸?？砂碅PI、ASTM、GB/T等標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。雖然這些產(chǎn)品的價(jià)格比無(wú)縫鋼管要低得多，也能適應(yīng)石化企業(yè)中很多生產(chǎn)場(chǎng)合，但由于種種原因這些產(chǎn)品尚未在中石油和中石化系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 對(duì)于長(zhǎng)輸管道的建設(shè)而言，管