管线管和上升管用X90-X100高强度无缝钢管的开发

在以往的无缝管线管标准中，如API 5L(美国石油协会标准)制定的无缝管线管的最高强度为X80(屈服强度下限为555MPa)，几乎没有强度更高的无缝管线管的实用例子。一般说来，随着强度的提高，会担心母材及圆周焊接部的韧性会下降。因此，为使母材同时达到高强度、高韧性和具有良好的圆周焊接性，必须开发新的钢管材质。另外，顶张力立管起着将井口和海上平台直接连接起来，保护生产流体流通管子的作用，因此要求其必须具有抵御海浪和海潮冲击的抗疲劳特性。为解决上述问题，新日铁开发了管线管和上升管用X90-X100高强度无缝钢管。
新日铁开发的的高强度可焊接的X90-X100无缝管线管通过合金设计既确保了母材强度，又确保了韧性，同时通过降低C含量改善了焊接部韧性，因此满足了包括圆周焊接性在内的性能要求。
钢管的外径和壁厚分别为323.9mm和20.0mm。为评价圆周焊接部的特性，对整个焊接金属部进行了拉伸试验、维氏硬度试验、CVN试验和CTOD试验。试验表明，在HAZ中看成不到明显的硬化。
将X90钢管母材的应力比R的变化范围设置在-1～0.7，进行高循环疲劳试验。在应力比R为0.05时，疲劳极限为650MPa，此时的应力振幅为325MPa，平均应力为359MPa。X90钢管母材在各种应力比条件下的疲劳极限与被认为是最严格的疲劳极限线图的Gerber线图相等或高于其，因此可以说它具有良好的疲劳特性。另外X90焊接接头的疲劳极限与钢管母材的相同，具有良好疲劳特性，满足用户的要求。