專利名稱：一種x70大變形鋼熱煨彎管的制作工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于長(zhǎng)輸油氣管道應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)地區(qū)敷設(shè)的X70大變形鋼熱煨彎管的制作工藝方法。涉及金屬管的處理和管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，熱煨彎管常用的制作工藝方法有:局部淬火(只有彎曲段淬火)加回火、整體淬火加回火、局部淬火不回火、整體淬火不回火。其中局部淬火加回火工藝的應(yīng)用最為廣泛，它有利于消除彎管加工過(guò)程造成的殘余應(yīng)力，制作出的彎管整體質(zhì)量較為穩(wěn)定，低溫韌性良好。但采用該工藝會(huì)使彎曲段和直管段之間產(chǎn)生加熱溫度過(guò)渡區(qū)(在加熱淬火時(shí)存在較大的溫度梯度)，往往會(huì)造成該區(qū)域的組織不均勻，進(jìn)而對(duì)該區(qū)域的性能造成不利影響。采用整體淬火加回火工藝可有效消除過(guò)渡區(qū)，使彎管整體(包括直管段、彎曲段的管體和焊縫)的組織性能更加均勻、穩(wěn)定，目前X80及以上鋼級(jí)的熱煨彎管常采用這種制作工藝。中國(guó)專利201110042499.9提出了一種X70鋼級(jí)彎管和管件的制備方法，可制作出高強(qiáng)度、高韌性和良好焊接性能的X70熱煨彎管。中國(guó)專利200710178676.X公開(kāi)了一種高強(qiáng)度熱彎管的制造方法，可制作出滿足工程技術(shù)條件要求的大口徑厚壁熱煨彎管。但這些專利中均未考慮彎管的變形能力，也沒(méi)有提到反映彎管縱向變形能力的關(guān)鍵指標(biāo)，如縱向拉伸應(yīng)力比、均勻延伸率和應(yīng)力應(yīng)變曲線形狀等。采用這些方法制作熱煨彎管，會(huì)使母管通過(guò)控軋控冷等先進(jìn)技術(shù)所獲得的組織發(fā)生本質(zhì)改變，雖然最終可獲得滿足工程技術(shù)要求的強(qiáng)度和韌性，但縱向拉伸應(yīng)力比、均勻延伸率等指標(biāo)顯著降低，致使彎管的變形能力無(wú)法滿足采用應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)的特殊地段管線的安全需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明 一種用于長(zhǎng)輸油氣管道應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)地區(qū)敷設(shè)的強(qiáng)度和韌性滿足X70標(biāo)準(zhǔn)要求、縱向拉伸應(yīng)力比和均勻延伸率較高、彎管的縱向變形能力良好的X70大變形鋼熱煨彎管的制作工藝方法。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:I)本X70大變形鋼熱煨彎管的制作工藝方法用的母管為采用控軋控冷鋼板制成的直縫埋弧焊鋼管；其組成成分的重量百分比為:c:0.05 0.10% ；Mn:1.40 1.80% ;Si:0.10 0.30% ；P..( 0.015% ；S:彡 0.005% ；Nb:0.02 0.07% ；T1:0.01 0.03% ；Al:0.01 0.04%；V:0 0.06%；Cr:0 0.30%；Mo:0.10 0.30%；Cu:0.10 0.30%；Ni:0.10 0.35% ;N:彡 0.008% ;碳當(dāng)量 Ceq:0.37 0.45% ;冷裂系數(shù) Pcm 0.25% ；2)將以上成分的母管，進(jìn)行中頻感應(yīng)加熱彎制，采用整體加熱淬火彎制工藝，即直管段也進(jìn)行加熱淬火，感應(yīng)加熱溫度為950 1050°C，推進(jìn)速度為40 80mm/min，采用外部噴水冷卻方式，冷卻速度不小于20°C /s ；3)將通過(guò)2)工藝彎制成形的熱煨彎管放入加熱爐中進(jìn)行整體加熱，加熱溫度為700 850°C (位于Acl Ac3之間的臨界區(qū)溫度)，保溫1.0 2.0小時(shí)后進(jìn)行淬火；然后再進(jìn)行整體回火，回火溫度為350 550°C，回火保溫時(shí)間為1.5 2.5小時(shí)。本發(fā)明采用中頻感應(yīng)加熱彎制工藝實(shí)現(xiàn)彎管的成形，整體加熱淬火使彎管各位置組織均勻、穩(wěn)定，為后續(xù)的熱處理做好準(zhǔn)備。本發(fā)明采用臨界區(qū)加熱淬火加回火工藝實(shí)現(xiàn)彎管的最終熱處理。臨界區(qū)處于Acl Ac3之間的溫度范圍，屬于不完全相變區(qū)，只發(fā)生部分奧氏體化。在臨界區(qū)加熱時(shí)，碳和合金元素在鐵素體和奧氏體中重新分布，可使彎管獲得兼具良好強(qiáng)度和塑性的雙相組織(鐵素體加貝氏體組織或貝氏體加M-A組織)，雙相組織通過(guò)具有不同特性的兩種組織相(硬相和軟相)的復(fù)合，使各相優(yōu)點(diǎn)得以發(fā)揮，同時(shí)使它們的缺點(diǎn)由于其他相的存在而減少或消除。整體回火進(jìn)一步改善彎管的強(qiáng)度和韌性，使彎管最終具有良好的強(qiáng)韌性和變形能力。

采用本發(fā)明可制作管徑為610 1016mm、壁厚為10 30mm的X70大變形鋼熱煨
彎管，彎管具有良好的強(qiáng)韌性和可焊性，并具有良好的縱向變形能力，彎管各位置的性能均勻，可滿足長(zhǎng)輸油氣管道應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)地區(qū)用熱煨彎管的要求。采用本發(fā)明制作出的X70大變形鋼熱煨彎管具有鐵素體加貝氏體或貝氏體加M-A雙相組織。彎管橫、縱向屈服強(qiáng)度Rt0.5大于485Mpa，抗拉強(qiáng)度Rm大于570Mpa，-20°C沖擊韌性吸收功大于200J ;彎管橫向屈強(qiáng)比Rt0.5/Rm小于0.90 ;彎管縱向屈強(qiáng)比Rt0.5/Rm小于0.85，應(yīng)力比Rtl.5/Rt0.5大于1.08，Rt2.0/Rtl.0大于1.03，均勻延伸率UEL大于
7.0%，拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線形狀為“圓拱頂”形(Round-House)。本發(fā)明制作出的X70大變形鋼熱煨彎管可用于長(zhǎng)輸油氣管道應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)地區(qū)彎管的敷設(shè)。本發(fā)明可指導(dǎo)未來(lái)更高鋼級(jí)并具有良好變形能力的熱煨彎管研發(fā)，在地震斷裂帶、沉陷區(qū)、凍土帶和地質(zhì)災(zāi)害區(qū)等特殊地段熱煨彎管的設(shè)計(jì)應(yīng)用方面具有廣泛的前景。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1.本例是制作管徑為813mm、壁厚為14mm的X70大變形鋼熱煨彎管。用的母管為采用控軋控冷鋼板制成的直縫埋弧焊鋼管。其組成成分的重量百分比為:c:0.07%；Mn:1.65% ；S1:0.21 % ；P:0.010% ；S:0.004% ；Nb:0.05% ；T1:0.02% ；A1:0.016% ；V:0.01% ；Cr:0.12% ；Mo:0.15% ；Cu:0.16% ；N1:0.22% ；N:0.006% ;碳當(dāng)量 Ceq:0.43% ；冷裂系數(shù)Pcm:0.19% ；先將以上成分的母管，進(jìn)行中頻感應(yīng)加熱彎制，采用整體加熱淬火彎制工藝，煨制成90°彎管，彎曲半徑為母管直徑的6倍。感應(yīng)加熱溫度為950 1000°C，推進(jìn)速度為65 70mm/min，外部噴水冷卻，冷卻速度20 30°C /s ；然后將彎制成形的熱煨彎管放入加熱爐中進(jìn)行整體加熱，加熱溫度為750±20°C (位于Acl Ac3之間的臨界區(qū)溫度)，保溫1.5小時(shí)后淬火，最后進(jìn)行整體回火，回火溫度為400°C ±20°C，回火保溫時(shí)間為2.0小時(shí)。經(jīng)檢測(cè)，該彎管各位置性能均勻，各項(xiàng)性能均達(dá)到X70標(biāo)準(zhǔn)要求，縱向拉伸應(yīng)力t匕、均勻延伸率較高，應(yīng)力應(yīng)變曲線為“圓拱頂”形，縱向變形能力良好，可用于長(zhǎng)輸油氣管道應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)地區(qū)彎管的敷設(shè)。具體檢測(cè)結(jié)果如下:
權(quán)利要求
1.一種X70大變形鋼熱煨彎管的制作工藝方法，其特征在于: 1)本X70大變形鋼熱煨彎管的制作工藝方法用的母管為采用控軋控冷鋼板制成的直縫埋弧焊鋼管；其組成成分的重量百分比為:C:0.05 0.10% ;Mn:1.40 1.80% ；Si:.0.10 0.30% ；P..( 0.015% ；S..( 0.005% ；Nb:0.02 0.07% ；T1:0.01 0.03% ；A1:.0.01 0.04% ；V:0 0.06% ；Cr:0 0.30% ；Mo:0.10 0.30% ；Cu:0.10 0.30% ；Ni:0.10 0.35% ;N:彡 0.008% ;碳當(dāng)量 Ceq:0.37 0.45% ;冷裂系數(shù) Pcm:彡 0.25% ； 2)將以上成分的母管，進(jìn)行中頻感應(yīng)加熱彎制，采用整體加熱淬火彎制工藝，即直管段也進(jìn)行加熱淬火，感應(yīng)加 熱溫度為950 1050°C，推進(jìn)速度為40 80mm/min，采用外部噴水冷卻方式，冷卻速度不小于20°C /s ； 3)將通過(guò)2)工藝彎制成形的熱煨彎管放入加熱爐中進(jìn)行整體加熱，加熱溫度為位于Acl Ac3之間的臨界區(qū)溫度的700 850°C，保溫1.0 2.0小時(shí)后進(jìn)行淬火；然后再進(jìn)行整體回火，回火溫度為350 550°C，回火保溫時(shí)間為1.5 2.5小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明是一種X70大變形鋼熱煨彎管的制作工藝方法。本方法是1)用的母管為采用控軋控冷鋼板制成的直縫埋弧焊鋼管；2)將以上母管，進(jìn)行中頻感應(yīng)加熱彎制，采用整體加熱淬火彎制工藝，感應(yīng)加熱溫度為950～1050℃，推進(jìn)速度為40～80mm/min，采用外部噴水冷卻方式，冷卻速度不小于20℃/s；3)將通過(guò)2)工藝彎制成形的熱煨彎管放入加熱爐中進(jìn)行整體加熱，加熱溫度為700～850℃，保溫1.0～2.0小時(shí)后進(jìn)行淬火；然后再進(jìn)行整體回火，回火溫度為350～550℃，回火保溫時(shí)間為1.5～2.5小時(shí)。本方法制作的彎管強(qiáng)度和韌性滿足X70標(biāo)準(zhǔn)要求、縱向拉伸應(yīng)力比和均勻延伸率較高、彎管的縱向變形能力良好。
文檔編號(hào)C21D9/08GK103088270SQ20111034341
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者劉宇, 馮斌, 白世武, 李玉卓, 李桂芝, 王永勝, 趙玉朋, 李燁錚, 孫旭輝, 袁欣然 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油天然氣管道局