專利名稱：一種x70大變形鋼熱煨彎管的制作工藝方法
技術領域：
本發明是一種用于長輸油氣管道應變設計地區敷設的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技術領域。
背景技術：
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用最為廣泛，它有利于消除彎管加工過程造成的殘余應力，制作出的彎管整體質量較為穩定，低溫韌性良好。但采用該工藝會使彎曲段和直管段之間產生加熱溫度過渡區(在加熱淬火時存在較大的溫度梯度)，往往會造成該區域的組織不均勻，進而對該區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渡區，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、穩定，目前X80及以上鋼級的熱煨彎管常采用這種制作工藝。中國專利201110042499.9提出了一種X70鋼級彎管和管件的制備方法，可制作出高強度、高韌性和良好焊接性能的X70熱煨彎管。中國專利200710178676.X公開了一種高強度熱彎管的制造方法，可制作出滿足工程技術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，也沒有提到反映彎管縱向變形能力的關鍵指標，如縱向拉伸應力比、均勻延伸率和應力應變曲線形狀等。采用這些方法制作熱煨彎管，會使母管通過控軋控冷等先進技術所獲得的組織發生本質改變，雖然最終可獲得滿足工程技術要求的強度和韌性，但縱向拉伸應力比、均勻延伸率等指標顯著降低，致使彎管的變形能力無法滿足采用應變設計的特殊地段管線的安全需求。
發明內容
本發明的目的是發明 一種用于長輸油氣管道應變設計地區敷設的強度和韌性滿足X70標準要求、縱向拉伸應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。本發明是通過以下技術方案實現的: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% ;碳當量 Ceq:0.37 0.45% ;冷裂系數 Pcm 0.25% ；2)將以上成分的母管，進行中頻感應加熱彎制，采用整體加熱淬火彎制工藝，即直管段也進行加熱淬火，感應加熱溫度為950 1050°C，推進速度為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2)工藝彎制成形的熱煨彎管放入加熱爐中進行整體加熱，加熱溫度為700 850°C (位于Acl Ac3之間的臨界區溫度)，保溫1.0 2.0小時后進行淬火；然后再進行整體回火，回火溫度為350 550°C，回火保溫時間為1.5 2.5小時。本發明采用中頻感應加熱彎制工藝實現彎管的成形，整體加熱淬火使彎管各位置組織均勻、穩定，為后續的熱處理做好準備。本發明采用臨界區加熱淬火加回火工藝實現彎管的最終熱處理。臨界區處于Acl Ac3之間的溫度范圍，屬于不完全相變區，只發生部分奧氏體化。在臨界區加熱時，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)，雙相組織通過具有不同特性的兩種組織相(硬相和軟相)的復合，使各相優點得以發揮，同時使它們的缺點由于其他相的存在而減少或消除。整體回火進一步改善彎管的強度和韌性，使彎管最終具有良好的強韌性和變形能力。
采用本發明可制作管徑為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，可滿足長輸油氣管道應變設計地區用熱煨彎管的要求。采用本發明制作出的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、縱向屈服強度Rt0.5大于485Mpa，抗拉強度Rm大于570Mpa，-20°C沖擊韌性吸收功大于200J ;彎管橫向屈強比Rt0.5/Rm小于0.90 ;彎管縱向屈強比Rt0.5/Rm小于0.85，應力比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%，拉伸應力應變曲線形狀為“圓拱頂”形(Round-House)。本發明制作出的X70大變形鋼熱煨彎管可用于長輸油氣管道應變設計地區彎管的敷設。本發明可指導未來更高鋼級并具有良好變形能力的熱煨彎管研發，在地震斷裂帶、沉陷區、凍土帶和地質災害區等特殊地段熱煨彎管的設計應用方面具有廣泛的前景。
具體實施例方式實施例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% ;碳當量 Ceq:0.43% ；冷裂系數Pcm:0.19% ；先將以上成分的母管，進行中頻感應加熱彎制，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。感應加熱溫度為950 1000°C，推進速度為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行整體加熱，加熱溫度為750±20°C (位于Acl Ac3之間的臨界區溫度)，保溫1.5小時后淬火，最后進行整體回火，回火溫度為400°C ±20°C，回火保溫時間為2.0小時。經檢測，該彎管各位置性能均勻，各項性能均達到X70標準要求，縱向拉伸應力t匕、均勻延伸率較高，應力應變曲線為“圓拱頂”形，縱向變形能力良好，可用于長輸油氣管道應變設計地區彎管的敷設。具體檢測結果如下:
權利要求
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% ;碳當量 Ceq:0.37 0.45% ;冷裂系數 Pcm:彡 0.25% ； 2)將以上成分的母管，進行中頻感應加熱彎制，采用整體加熱淬火彎制工藝，即直管段也進行加熱淬火，感應加 熱溫度為950 1050°C，推進速度為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2)工藝彎制成形的熱煨彎管放入加熱爐中進行整體加熱，加熱溫度為位于Acl Ac3之間的臨界區溫度的700 850°C，保溫1.0 2.0小時后進行淬火；然后再進行整體回火，回火溫度為350 550°C，回火保溫時間為1.5 2.5小時。
全文摘要
本發明是一種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，進行中頻感應加熱彎制，采用整體加熱淬火彎制工藝，感應加熱溫度為950～1050℃，推進速度為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2)工藝彎制成形的熱煨彎管放入加熱爐中進行整體加熱，加熱溫度為700～850℃，保溫1.0～2.0小時后進行淬火；然后再進行整體回火，回火溫度為350～550℃，回火保溫時間為1.5～2.5小時。本方法制作的彎管強度和韌性滿足X70標準要求、縱向拉伸應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C21D9/08GK103088270SQ20111034341
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月3日 優先權日2011年11月3日
發明者劉宇, 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 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣管道局