超临界二氧化碳输送用X65M直缝埋弧焊管开发

作     者：黄晓辉 毛浓召 程文广 柯星星 赵红波 赵强 张君 范庆福 刘晓龙 HUANG Xiaohui;MAO Nongzhao;CHENG Wenguang;KE Xingxing;ZHAO Hongbo;ZHAO Qiang;ZHANG Jun;FAN Qingfu;LIU Xiaolong

作者机构：中国石油集团宝石管业有限公司陕西宝鸡721008 中油国家石油天然气管材工程技术研究中心有限公司西安710018 国家管网集团建设项目管理公司河北廊坊065000 中油宝世顺(秦皇岛)钢管有限公司河北秦皇岛066206 

出 版 物：《焊管》 (Welded Pipe and Tube)

年 卷 期：2024年第47卷第10期

页      面：80-85页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：中国石油天然气股份有限公司重大科技项目“超临界二氧化碳长距离管输关键技术研究”(项目编号2021ZZ01-02) 

主　　题：超临界二氧化碳 JCOE焊管 断裂韧性 韧脆转变温度 

摘      要：针对CCUS工程用大输量超临界二氧化碳输送管道工程,以低C中Mn为基础,添加Ni、Cr、Cu、Nb、Ti等复合微合金元素进行合金体系设计,并配合高洁净化炼钢和大吨位压下轧制技术,开发出了化学成分、力学性能稳定,低温韧性优异,具有良好成型、焊接性能的X65M钢级22 mm厚钢板。采用含有Ni-Mo-Ti微合金的焊丝,结合高碱度氟碱型烧结焊剂,开发出了超临界二氧化碳输送用X65M钢级Φ610 mm×22 mm JCOE直缝埋弧焊管。对该焊管进行理化性能检测,检测结果完全符合API SPEC5L(46版)标准要求,特别是-45℃下母材冲击功大于350 J,焊缝和HAZ各自平均冲击功都大于200 J,母材、焊缝和HAZ各自的韧脆转变温度FATT_(50%)均低于-75℃,母材DWTT的平均FATT_(85%)达到-38℃。外焊缝中大角度晶界占比68.9%,残余奥氏体组织约占2.5%,确保了焊缝的低温高韧性。试验结果表明,开发出的超临界二氧化碳输送用X65M钢级Φ610 mm×22 mm直缝埋弧焊管,低温断裂韧性已达到行业较高水平,完全满足超临界二氧化碳输送用管的安全服役需求。