Đầu tiên, đặc điểm vật liệu và phân tích tiêu chuẩn củaỐng thép nối thẳng X52N
Ống thép nối thẳng X52N thuộc loại thép đường ống cấp PSL2 theo tiêu chuẩn API 5L. Trong tên gọi, “X52” biểu thị giới hạn chảy tối thiểu là 52.000 psi (khoảng 358 MPa), và hậu tố “N” biểu thị rằng sản phẩm đã được chuẩn hóa. Quá trình xử lý nhiệt này cho phép thép đạt được cấu trúc hạt mịn đồng đều, cải thiện đáng kể độ bền va đập và hiệu suất hàn. Theo yêu cầu chứng nhận tiêu chuẩn kép của GB/T9711-2017 và API5L, thành phần hóa học của sản phẩm cần được kiểm soát chính xác hàm lượng cacbon tương đương (Ceq≤0,43%), hàm lượng lưu huỳnh và phốt pho được giới hạn ở mức dưới 0,015% và 0,025%, đảm bảo năng lượng va đập Charpy lớn hơn 27J được duy trì ở nhiệt độ thấp -20℃. Về tính chất cơ học, ngoài việc đáp ứng các yêu cầu về giới hạn chảy cơ bản, độ bền kéo của ống thép X52N phải đạt 460-760 MPa, và độ giãn dài phải vượt quá 23%. Báo cáo thử nghiệm của bên thứ ba cho thấy (tham khảo Dữ liệu phòng thí nghiệm BMLink cho thấy giới hạn chảy trung bình của sản phẩm thực tế có thể đạt 375MPa, cao hơn 5% so với giá trị tiêu chuẩn, và độ cứng xuyên tâm của thân ống được kiểm soát trong phạm vi 190HV10. Sự cân bằng giữa độ bền và độ dẻo dai này khiến sản phẩm đặc biệt phù hợp cho việc thi công đường ống ở những khu vực có hoạt động địa chất thường xuyên.
Thứ hai, quy trình sản xuất tiên tiến của ống thép thẳng X52N
Ống thép hàn thẳng X52N hiện đại áp dụng quy trình tiên tiến kết hợp công nghệ tạo hình JCOE và hàn tần số cao (HFW). Lấy dây chuyền sản xuất của một doanh nghiệp hàng đầu làm ví dụ, quy trình sản xuất của nó bao gồm sáu khâu chính:
1. Xử lý sơ bộ cuộn thép tấm: Chọn cuộn thép cán nóng cấp X52N dày 18-25mm, đạt độ sạch Sa2.5 thông qua phun bi và loại bỏ gỉ sét, mạ đồng hai mặt để giảm nguy cơ oxy hóa hàn.
2. Tạo hình chính xác: Sử dụng công nghệ ép JCO ba bước tiến triển và uốn dần tấm phẳng thành phôi ống hở thông qua 32 lần tạo hình thủy lực, kiểm soát sai số hình bầu dục trong phạm vi 0,6%D.
3. Hàn tần số cao: Máy phát tần số cao 400kW tạo ra dòng điện 100-400kHz, làm nóng tức thời mép ống đến 1350-1400℃, và đạt được liên kết kim loại ở cấp độ phân tử dưới tác động của con lăn đùn. Hệ thống phát hiện dòng điện xoáy trực tuyến của nhà máy có thể phát hiện các khuyết tật chưa nóng chảy lớn hơn 0,3mm theo thời gian thực.
4. Độ giãn nở tổng thể: Ống thép hàn được giãn nở theo hướng xuyên tâm 1,2-1,5% thông qua máy giãn nở cơ học 24 khuôn để loại bỏ ứng suất dư và đạt được độ chính xác về kích thước trong dải dung sai +0,5/-0,3mm được chỉ định trong API5L.
5. Quy trình xử lý nhiệt: Toàn bộ thân ống được chuẩn hóa ở nhiệt độ 920±10℃, sau đó làm mát bằng không khí xuống dưới 300℃. Kiểm tra kim loại học cho thấy kích thước hạt sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn ASTM số 8 trở lên.
6. Phát hiện thông minh: Kiểm tra siêu âm mảng pha (PAUT) được sử dụng để thay thế phương pháp phát hiện khuyết tật bằng chụp X-quang truyền thống và với máy dò rò rỉ từ thông 16 kênh, có thể phát hiện 100% vết nứt sâu 0,5mm.
Thứ ba, ứng dụng kỹ thuật và ưu điểm kỹ thuật của ống thép thẳng X52N
Trong Dự án Đường ống Khí đốt Thiên nhiên Tuyến 4 Thiểm Tây-Bắc Kinh, ống thép hàn thẳng X52N đã chứng minh được khả năng thích ứng kỹ thuật tuyệt vời. Ống thép Φ1016×14.6mm được sử dụng trong dự án này đã vượt qua bài kiểm tra va đập ở nhiệt độ thấp -30℃, và giá trị độ bền gãy CTOD đạt hơn 0.25mm. So với ống thép hàn xoắn ốc, ba ưu điểm nổi bật của cấu trúc hàn thẳng X52N:
1. Độ chính xác về kích thước: Mối hàn thẳng giúp việc tiện đầu ống dễ dàng hơn và độ lệch của mối hàn chu vi có thể được kiểm soát trong vòng 1mm, thấp hơn 60% so với ống xoắn ốc.
2. Phân bố ứng suất: Phân tích phần tử hữu hạn cho thấy phân bố ứng suất theo chu vi của ống mối nối thẳng đồng đều hơn dưới áp suất bên trong và hệ số tập trung ứng suất cực đại chỉ là 1,08, thấp hơn đáng kể so với 1,23 của ống thép xoắn ốc.
3. Độ tin cậy phát hiện: Mối hàn thẳng thuận tiện hơn cho thiết bị phát hiện khuyết tật tự động theo dõi và quét. Dữ liệu thống kê của một dự án cụ thể cho thấy tỷ lệ phát hiện khuyết tật của mối hàn thẳng cao hơn 15 điểm phần trăm so với mối hàn xoắn ốc.
Khi sử dụng trong chân đế giàn khoan ngoài khơi, ống thép X52N thường sử dụng lớp phủ chống ăn mòn 3LPE, kết hợp với anode hy sinh hợp kim kẽm-nhôm 1200μm, có thể kéo dài tuổi thọ thiết kế lên đến hơn 30 năm. Cần lưu ý rằng trong môi trường chứa H2S, độ cứng phải được kiểm soát chặt chẽ, không vượt quá 22HRC để tránh nứt ứng suất sunfua (SSCC).
Thứ tư, sự phát triển thị trường và tiến hóa công nghệ của ống thép hàn thẳng X52N
Theo báo cáo thường niên năm 2024 của Hiệp hội Ống thép Trung Quốc, thị phần ống thép hàn thẳng X52N trên thị trường đường ống dẫn dầu khí trong nước đã tăng lên 38%, năng lực sản xuất hàng năm vượt quá 4,5 triệu tấn. Hai cải tiến kỹ thuật đang được xúc tiến:
1. Hàn kỹ thuật số: Giới thiệu hệ thống điều chỉnh thông số hàn dựa trên Internet công nghiệp, sử dụng sóng milimet để theo dõi trạng thái vũng hàn nóng chảy theo thời gian thực, tăng tốc độ hàn lên 1,8m/phút, đồng thời giảm tỷ lệ rỗ khí xuống dưới 0,2%.
2. Sản xuất xanh: Sử dụng công nghệ gia nhiệt cảm ứng thay cho lò gas để xử lý chuẩn hóa, giúp giảm 27% mức tiêu thụ năng lượng của dây chuyền sản xuất và giảm lượng khí thải carbon trên mỗi tấn ống thép xuống còn 1,8tCO2e, đáp ứng các yêu cầu của chỉ thị CPD của EU.
Thời gian đăng: 21-07-2025