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项目年度编号
2300110001
中图分类号
TG142.33
成果公布年份
2023
成果简介
该项目涉及低温高压服役超大输量管道用高性能管线钢强韧化机理、关键技术及产业化，属于钢铁冶金新产品、新工艺研发及应用领域。
提高天然气等清洁燃料在一次能源中的比例是中国实现“环境友好、经济可持续发展”的重要战略举措。近年来，中国大力发展“西气东输、北气南送、海上登陆”能源通道建设，东北、西北高寒地区年输量高达380亿m<sup>3</sup>以上超大输量管道急需的大口径X80管材对钢铁行业提山了严峻挑战。为保障国家能源安全，钢铁行业齐心协力，在中国钢铁工业协会指导下，调动全行业并联合中石油组成产-学-研-用优势力量，通过多年来的攻关、发展和完善，形成了完整的管线钢/管理论、技术和产品体系，有力支撑了西气东输系列、中俄管道等重大工程建设。
主要创新成果如下：(1)建立了高钢级管线钢低温断裂韧性的冶金学原理及控制理论。在国际上率先发现了针状铁素体管线钢中相邻晶粒{100}解理面夹角≥35°晶界所包围的面积是低温解理断裂的有效晶粒尺寸；发现了“超细晶铁素体+针状铁素体”双相组织具有更细化的有效晶粒尺寸，为特厚管线钢低温断裂韧性控制奠定了理论难础。(2)集成了特宽幅X80钢板和超大口径埋弧焊管全流程核心制造技术。创新开发了特宽幅X80钢板基于高渗透轧制的温控形变、低负荷快速叠加形变、连续变速控冷等全流程关键制造技术，解决了特宽幅厚规格X80钢板总压缩比小、心部变形渗透少、截面组织性能不均匀、超宽钢板轧制负荷高等系列难题。(3)突破了超厚规格X80热轧钢带和螺旋焊管全流程关键制造技术。攻克了“高过热度+二冷强冷+大压下量”连铸坯中心偏析控制、全流程组织超细化和均匀化控轧、超厚高强钢带头部冷却控制、超厚/宽钢带卷型控制等关键制造技术，突破了大口径螺旋缝埋弧焊管低应力成形和专用焊接工艺技术。(4)首创了低温X80管材质景评价和标准体系。国内首次建立了低温环境管线钢本构模型，确立了温度及壁厚耦合效应下的X80钢管断裂韧性确定方法；形成了低温服役条件管线工程用X80管材、焊材产品标准，制定了完善的低温X80钢管质景评价方案。
成功开发出最大直径1422mm，最大壁厚35.2mm的X80钢板/带、直缝/螺旋埋弧焊管系列产品，实现了钢级、管径、壁厚规格全覆盖；累计供货170余万吨，钢板销售收入超85亿元，累计经济效益达15.35亿元。此外，该项目获授权专利21项，发表论文50余篇，实现全球首发2项、国内首发3项，有力支撑了国家重大工程建设，保障了国家能源安全。
完成单位
鞍钢股份有限公司 钢铁研究总院有限公司 宝山钢铁股份有限公司 首钢集团有限公司 中国石油集团工程材料研究院有限公司 宝鸡石油钢管有限贵任公司 巨龙钢管有限公司 江苏沙钢集团有限公司 南京钢铁股份有限公司 内蒙古包钢钢联股份有限公司 马鞍山钢铁股份有限公司 本钢板材股份有限公司 湘潭钢铁集团有限公司 江阴兴澄特种钢铁有限公司 北京科技大学
完成人
孟劲松 贾书君 任毅 牛涛 池强 牛辉 姜金星 陈小伟 徐进桥 章传国 张鹤松 张伟卫 张帅 聂文金 高攀 朱涛 文小明 袁晓鸣 谢仕强 熊祥江 孙宪进 李秀程 单以银 周晓光 王波 李利巍 李拔
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