海底管線管作為管線鋼管中的一種，主要是在酸性環(huán)境下服役的海底管線、陸上地面集輸管線用鋼管，要求其具有高強(qiáng)度、高的低溫止裂韌性以及良好的焊接性，對(duì)特殊地區(qū)的管線鋼還要求其具有抗H2S腐蝕及抗大應(yīng)變的能力。長期以來我國海底管線鋼生產(chǎn)一直處于試制階段，未進(jìn)行大批量生產(chǎn)供貨，僅寶鋼、天津鋼管等一些企業(yè)開發(fā)出用于制造海底管線鋼的熱連軋卷板和無縫管。

    近兩年，鞍鋼鲅魚圈5500mm厚板生產(chǎn)線也已經(jīng)成功進(jìn)行了X65海底管線鋼冬夏兩季的開發(fā)生產(chǎn)和批量供貨。受溫帶海洋性氣候影響，季節(jié)因素對(duì)鞍鋼鲅魚圈生產(chǎn)工藝的影響非常明顯，并直接影響產(chǎn)品的力學(xué)性能及DWTT(落錘撕裂試驗(yàn)值)的穩(wěn)定性。在不同季節(jié)條件下，終軋溫度及返紅溫度是影響海底管線鋼X65的生產(chǎn)強(qiáng)度及韌性指標(biāo)的重要因素，二者偏低將導(dǎo)致屈服強(qiáng)度上升，屈強(qiáng)比升高。對(duì)此，鞍鋼鲅魚圈夏季生產(chǎn)采用較低的終軋溫度和返紅溫度，提高抗拉強(qiáng)度，保證較低的屈強(qiáng)比；冬季生產(chǎn)適當(dāng)增加中間坯厚度，提高終軋溫度和返紅溫度，使得韌性和DWTT值得以提升。鞍鋼鲅魚圈大批量生產(chǎn)海底管線鋼X65實(shí)踐證明，在工藝穩(wěn)定的情況下，環(huán)境、季節(jié)等因素的影響降低，從而具備了全天候批量生產(chǎn)的條件。

    夏季生產(chǎn)顯示第一批產(chǎn)品力學(xué)性能橫向值均高于縱向值。鞍鋼鲅魚圈第一次組織生產(chǎn)在夏季，生產(chǎn)了8000噸30.2mm厚X65海底管線鋼，并試制生產(chǎn)厚度為28.6mm管線鋼共100余噸。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，部分30.2mm厚試驗(yàn)鋼的屈服強(qiáng)度及屈強(qiáng)比偏高，甚至超上限出現(xiàn)不合格現(xiàn)象，DWTT值較穩(wěn)定，絕大部分值在95%以上。

    后經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，屈服強(qiáng)度偏高的鋼板，金相組織中針狀鐵素體組織含量較高。因此，在后期的生產(chǎn)中工作人員適當(dāng)降低了中間坯厚度，并采用軋后增加弛豫時(shí)間的方案，克服了屈服強(qiáng)度偏高、屈強(qiáng)比超上限的現(xiàn)象，順利完成了第一批訂單，性能合格率達(dá)到95%以上。表1為第一批X65海底管線鋼穩(wěn)定工藝后的典型性能值。由表1可以看出，其力學(xué)性能橫向值均高于縱向值，主要是因?yàn)殇摪逶谲堉七^程中，采用先橫向軋制后縱向的模式進(jìn)行生產(chǎn)。

    冬季生產(chǎn)進(jìn)行工藝改進(jìn)———提高終軋溫度和返紅溫度。隨后在當(dāng)年冬季，鞍鋼鲅魚圈5500mm厚板生產(chǎn)線開始生產(chǎn)第二批X65海底管線鋼，均為28.6mm厚。第二批合同采用夏季生產(chǎn)中相同規(guī)格的同種工藝進(jìn)行生產(chǎn)，結(jié)果除DWTT值外，其他力學(xué)性能均合格，達(dá)到理想的控制水平，而且DWTT值出現(xiàn)波動(dòng)。

    通過對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析排查，相關(guān)技術(shù)人員認(rèn)為氣候變化導(dǎo)致精軋累計(jì)應(yīng)變量的累計(jì)效果減弱，返紅溫度工藝窗口發(fā)生變化，是此次產(chǎn)品不合格的主要原因。經(jīng)過研究，工作人員設(shè)計(jì)了新方案并進(jìn)行小批量試制，并且在原有工藝基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)整工藝參數(shù)，增加中間坯厚度，適當(dāng)提高終軋溫度和返紅溫度，在確保組織細(xì)化的同時(shí)，適當(dāng)增加鐵素體含量及軟相比例。通過多次試驗(yàn)驗(yàn)證其各項(xiàng)性能均達(dá)到理想范圍，穩(wěn)定工藝下的性能合格率超過92%。表2為調(diào)整生產(chǎn)工藝后，冬季生產(chǎn)的海底管線鋼X65典型力學(xué)性能值。

    從表2中可以看出，工藝改進(jìn)后產(chǎn)品各項(xiàng)性能配比優(yōu)良，屈服強(qiáng)度基本控制在480MPa~550MPa，符合性能要求，韌性得到很好的改善，DWTT值達(dá)到90%左右。