針對該成分設計低合金高強鋼的奧氏體熱變形行為,石油裂化管輥式淬火機高平直度板形控制技隨著鋼頂管直徑和頂進距離的不斷增大。基于熱模擬實驗機單道次和雙道次熱模擬實驗,分析研究了實驗鋼的動態與靜態再結晶過程。研究結果表明,石油裂化管實驗鋼只有在較低變形速率和較高溫度下才會發生動態再結晶行為,而在通常的軋制速度和溫度下只發生動態回復過程：同時結合變形溫度、應變速率、變形程度建立了該實驗鋼的變形抗力模型。進一步的研究表明,實驗鋼在1100℃以上變形,10內能夠發生完全的靜態再結晶；950℃以下石油裂化管變形靜態再結晶過程進行緩慢。分析研究為實驗鋼的線控制軋制工藝提供了參考依據。3針對Q690高強鋼的組織及性能要求,深入分析了淬火工藝參數、回火工藝參數對力學性能的影響規律。分析表明,Q690實驗鋼佳淬火溫度為930℃,淬火保溫時間隨板厚的增加而延長。高溫回火區間內隨加熱溫度的提高和保溫時間的延長,強度降低,伸長率及低溫沖擊功呈現增大趨勢。分析研究為制定合理的熱處理工藝提供了參考。

亞溫區間淬火是改善鋼板韌塑性能的有效手段。為此,深入研究了亞溫熱處理對實驗鋼顯微組織與力學性能的影響。研究結果表明：實驗鋼以熱軋態的鐵素體、珠光體及粒狀貝氏體組織為前軀體進行780℃的亞溫淬火并回火處理后,大塊狀鐵素體的存在易導致終組織的沖擊韌性惡化,如-40℃沖擊功僅為59J亞溫熱處理前,進行一次常規淬火,使前驅組織調整為板條馬氏體,終形成了更加細小的馬氏體和以條狀形態在馬氏體之間呈平行趨勢分布的鐵素體兩相混合組織,-40℃沖擊功高達253J5針對中厚板淬火過程的組織性能控制需要,通過建立淬火鋼板的熱傳導控制方程,分析研究了不同厚度鋼板淬火過程的冷卻速度和淬硬層深度計算方法。通過分析淬火工藝參數如流量參數、輥縫值、鋼板運行速度等對板形控制的影響,開發出輥式淬火機高平直度板形控制技術。淬火工藝自動化系統的建立是實現石油裂化管批量化大規模工業生產的重要條件,為Q690鋼的工業試制奠定了基礎。6基于本論文研究成果,已在國內某鋼廠成功開發出石油裂化管,產品合格率達到99.57%,力學性能、板形、焊接等性能優良,滿足工程機械、礦山機械及港口機械等產品的設計及使用要求。石油裂化管呈現出良好的性能潛力,為工業批量化生產奠定了基礎。

      易出現鋼頂管在施工過程中的屈曲破壞。采用大型通用有限元分析軟件 ABA QUS建立了鋼頂管的簡化受力模型，首先進行石油裂化管的特征值屈曲分析，得到石油裂化管的一階屈曲模態。將一階模態以初始缺陷的方式引入到石油裂化管模型，進行彈塑性屈曲分析，得到鋼頂管的極限承載力。探究中繼間間距、石油裂化管壁厚和圍壓等因素對鋼頂管穩定性的影響，結果表明：純圍壓作用下石油裂化管出現局部屈曲特征，純軸壓作用下石油裂化管呈現整體屈曲失穩；石油裂化管的極限屈曲軸力隨著中繼間間距的增加而減小，隨著石油裂化管壁厚的增加而增加，隨著管道所受圍壓的增加而減小；采用有限元分析方法研究鋼頂管穩定性能取得較好的結果。