1 高强度管线钢管
　　20世纪80年代开始开发的X80级管线钢管，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级的管线钢管。1.1 X100级管线钢管　　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级管线钢管多要求变形性能，认为0.06%C是标准含量。另外，为了改善X100级管线钢管的焊缝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级高强度钢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。1.2 X120级管线钢管　　X120级管线钢管的强度是用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。　　高强度钢弹性变形回复大，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。1.3 低温用厚壁钢管　　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厚壁钢管。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级管线钢管。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级管线钢管。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。2 深海管线钢管　　采用适合厚壁大口径钢管的UOE法时，通过最后的扩管工序，C方向的压缩压力因鲍辛格效应降低。其结果，比期待的尺寸和强度的热处理钢管的压溃压力低。海底管线适用的标准DNV-OS-F101中，规定计算压溃强度时，应该测定制造法特有的减少比（fabrication factor），不测定时采用UOE钢管的0.85（无缝钢管为1.0）。在Bluestream（黑海管线）、Medgas（第三条地中海管线）中，要求规定并测定与各压溃特性有关的C方向压缩强度。阿曼-印度输气管道计划中，进行了高t/D尺寸的UOE钢管的压溃试验，一部分钢管进行了560-610℃热处理。C方向的压缩YS的SS曲线，在UOE状态是圆形，而热处理后出现明显的屈服点，压溃压力约提高了50%。如果认为深海管线钢管的壁厚临近制管极限厚度，通过热处理提高圆周方向压缩强度（提高fabrication factor）是重要选择。3 耐酸管线钢管　　曝露在硫化氢（H2S）溶解水中的钢由于腐蚀发生氧化（Fe→Fe2+），这种反应放出的电子还原水中的氢离子（H+→H）。油井管和管线钢管内的环境是没有溶解的氧的酸性环境，所以，氢离子被还原。如果不存在H2S，大部分的氢成为氢分子后排到系外，但如果存在H2S，为抑制变成氢分子的过程，大量的氢原子侵入到钢中，氢原子在夹杂物和钢的界面成为氢分子，具有压力P。该压力P发生使裂纹扩展的应力。另外，夹杂物周围的钢中存在氢，所以引起氢脆化裂纹，这是HIC的原理。夹杂物大多存在于偏析带，夹杂物周围硬度高，氢脆化裂纹敏感性高。虽不严密，但可以说如满足KI＞KIH条件，HIC开始扩展。在此，记为KI=P（л a）0.5（a是初期裂纹，即夹杂物宽度）的应力扩大系数，KIH是初期裂纹的氢裂纹的极限应力扩大系数，该系数由氢含量和材料的氢脆化裂纹特性决定。从这一原理明确了防止HIC发生的措施：减少氢侵入量；② 减小夹杂物尺寸；③ 降低夹杂物周围的氢裂纹敏感性，要抑制偏析，改善TMCP条件，均质组织，降低硬度。　　中心偏析带最有代表性的夹杂物是MnS，在轧制中伸长，所以有害。为了防止MnS夹杂物，将硫降到10ppm以下，并适当添加Ca，改质为CaS不伸长的夹杂物。S、Ca的量和HIC的关系已有报告，在此不再赘述。当然，由于管线钢管的强度和硬度均匀性，极限有变化。除MnS以外，例如，如果板坯加热条件不适用，NbC在加热中成长粗大，这也会在轧制中发生裂纹，成为聚集状的部分也有发生HIC的情况。  　　一般情况下，如果硬度高，氢脆化敏感性也高，即KIH变小，所以易从更小的夹杂物发生HIC。超过X65级，易发生严重的HIC。有报告介绍优化连铸条件，降低偏析，将夹杂物降低到极限，并控制形状，形成均质组织，可以开发X70级耐酸管线钢管。与普通的TMCP比较，采用HOP的X70级耐酸管线钢管硬度分布更均匀，不易发生HIC。　　耐酸管线钢管的其他问题是焊缝发生的SSC和焊缝HAZ软化部发生SOHIC（Stress Oriented HIC）。认为SSC受焊接部位的焊缝边界及母材与焊接金属的化学成分差别的影响，但没有详细报告。SOHIC有一时期盛行CAPSIS试验等的实管耐酸试验研究。焊接软化部因拉伸应力发生厚壁方向的应力，由微小的夹杂物发生HIC，与此连结拉伸应力引起垂直裂纹。焊缝部位相当于板坯端面，因此，易存在的氧化物成为起点，如果没有起点，控制HAZ软化是控制SOHIC的对策。4 管线用高强度螺旋焊管　　螺旋焊管的管线钢管X80级已批量生产，X100级处于试制、评估阶段。西气东输二线管道150万t的80%是X80级螺旋焊管（主要尺寸是48in. OD-18.4mmWT），均由中国自己制造，全部采用HTP钢。在欧洲也提高了用于螺旋焊管的热轧带卷的生产能力，安赛乐米塔尔公司增强了欧洲三台轧机的卷取机能力，可以生产厚度超过20mm的X80级管线钢管。并试制了X100 级管线钢管（42in. OD-12.7mmWT、30in. OD-9.8mmWT）。钢管强度在L、C方向没有大的差异。化学成分是 0.06C-1.9Mn-Ni-Cr-Mo-0.045Nb-0.065V，估计接近UOE钢管。X100级是用斯特克尔可逆式炉卷轧机生产板卷，不知是否可获得热带轧机同等的特性。　　螺旋焊管制管是低变形制管，所以具有热轧钢板和钢管的力学特性差异小的优点。螺旋焊管法在制管后没有扩管工序，焊接部位存在的残余应力高，有可能影响除SSC外的断裂行为。基于初期螺旋焊管的管线钢管实施的气体爆裂试验，不稳定韧性断裂螺旋状扩展，纵向扩展的速度慢，有利于止裂。 （来源：钢管） 

备注：数据仅供参考，不作为投资依据。