国外超高强度管线钢管研发的新进展

　　西部回路（WESTPATH）项目

　　2002年2月，TransCanada公司决定实施首次X100试验段--西部回路（WESTPATH）的建设。该段由20.9 km长，直径1219mm的X80管道和1.0 km长的X100管道组成。X80钢的管壁厚为12 mm，X100钢管的壁厚为14.3 mm。试验段中X100钢管的壁厚超过了X80钢管的壁厚。因此本次试验段X100钢管的强度并未受到真正的考验。其目的主要是获取X100的制造和夏季建设经验，以便它能被应用于未来的高压项目。所有钢管全部由JFE（原NKK）公司提供。首次X100试验段管材的订货技术条件，X100试验段所需管材的订货条件为加拿大标准CSAZ245-02并附加TransCanada内部规范P-04的技术要求。内部规范比CSA标准对管子的偏差要求更加严格。规范规定采用圆棒试样测定钢管的横向强度。对钢管的止裂韧性要求为单炉批**小平均值140J，所有炉批**小平均值210J，试验温度为-5°C。钢管实物性能优于内部规范要求，特别是钢管管体所有炉批夏比冲击功的平均值达到了241J，DWTT剪切面积率为100%。所有管子采用标准的熔结环氧粉末涂层。首次试验段建设十分顺利。

　　X100管道的安装从2002年9月下旬开始。安装的关键工序是环缝焊接和现场冷弯。所有主干线的焊缝采用金属极气体保护自动焊（GMAW）垂直下向焊接工艺，联头焊缝采用金属极气体保护手工焊（SMAW）垂直下向焊接。所有的焊接在2天之内完成。环焊缝应用全自动超声波探伤，发现了一些未熔合缺陷并进行了补焊修理。现场冷弯采用标准的垂直弯管机，弯曲角度约为每个管径1度。冷弯工作进展顺利，没有发现问题。2002年10月上旬静水压试验完成。管线从2002年11月1日起投入运行。

　　 戈丁湖环路项目

　　戈丁湖环路（Godin lake loop）项目是TransCanada公司实施的第二个超高强度管道试验段。

　　为了对超高强度管道冬季施工的各个方面进行广泛的评估，施工时间定于2004年1月份和2月份。试验段选在阿尔伯塔省北部的皮尔利斯湖项目（Peerless Lake project）上实施。皮尔利斯湖项目包括17.7 kmΦ610mm的X70管道，以及3.6 km由Φ 914mm的X100和X120管道组成的戈丁湖回路。X100为2km，壁厚为13.2 mm。X120为1.6km，壁厚为16 mm。

　　X120钢管的壁厚比X100钢管还厚，可见试验段设计者对首次采用X120钢管十分慎重，钢管强度留有很大的余量。

　　 戈丁湖环路项目X100试验段

　　戈丁湖环路项目的X100 钢管仍然由JFE提供，钢管的订货技术条件与西部回路项目基本相同，但做了某些修改，增加了一些额外的试验要求。订货时有意稍稍降低了管子的纵向屈服强度，以便于优化基于应变的设计方法。钢管实物管体所有炉批夏比冲击功的平均值也接近240J，DWTT性能良好。在项目实施前进行了大量的焊接工艺开发。焊接工艺开发有两个主要目的。其一是改进西部回路项目采用的单丝脉冲焊接工艺，以消除曾经发生的热焊，头道填充焊部位的小缺欠，第二个目的是采用焊接效率更高的串列脉冲焊接工艺。工艺改进达到了预期目的，通过了在戈丁湖项目使用的全面评估。现场焊接的效率和质量都令人满意。在**低温度-30℃下进行的X100现场焊接只用了5天，174道焊口只有7处需要补焊。

　　戈丁湖项目X120 试验段

　　戈丁湖回路位于加拿大埃德蒙顿以北300km，气候寒冷。戈丁湖项目是真正在严寒条件下进行的一个冬季施工项目。在极端寒冷的条件下对X100和X120钢管的现场冷弯进行全面评估。X120 试验段钢管由日本新日铁提供。X120化学成分与X100相比，其显著特点是添加硼。新日铁开发的X120钢管全面达到了开发目标。X120试验段于2004年2月进行。室外温度为－30℃，平均焊接效率为每天41.5道焊口。焊接合格率高。总共137处自动焊焊缝只有2处修补。为了保证涂层在低温下的冷弯性能，本项目首次采用了允许在很低的温度下进行冷弯作业的高性能复合涂层。所有的冷弯均获得良好效果，所有技术指标均处于标准要求允许的范围之内。涂层也没有发生问题。

　　由于在皮尔利斯湖和戈丁湖项目取得的成就，TransCanada公司获得2005年全球管道奖。