[發(fā)明專利]一種X80鋼耐低溫彎管及其制造工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110245761.X
• 申請日: 2011-08-25
• 公開（公告）號: CN102268612A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 付彥宏;趙志偉;張海波;雷慶;陳延軍;高奔;姚洪昆
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司;巨龍鋼管有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/54;C22C38/50;C21D8/10;C21D1/42;C21D1/18
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李榮文

技術領域

本發(fā)明涉及一種彎管及其制造工藝，尤其是一種X80鋼耐低溫彎管及其制造工藝。

背景技術

隨著高寒地帶的石油、天然氣等資源的開發(fā)，各種輸油、輸氣管線陸續(xù)開工，對輸送鋼管的要求也不斷提高。通過調研我們發(fā)現(xiàn)，西氣東輸二線管道工程、中俄原油管道工程等，最低氣溫可達-45℃，許多油氣管道需裸露在寒冷的外部環(huán)境下服役。今后，在高寒地區(qū)將建設大量的管線，對低溫彎管的需求潛力巨大。因此，開發(fā)低溫彎管，具有非常廣闊的市場應用前景。

目前國內管線鋼彎管大部分在-35℃以上環(huán)境溫度下使用，而在低于-35℃的環(huán)境溫度下，彎管的力學性能，尤其是彎管管體焊縫及熱區(qū)的韌性明顯下降。中國發(fā)明專利（專利號：ZL?200710185348.2）公開了一種X80鋼彎管及其彎制工藝，其性能達到強度大于555MPa，但耐低溫性能難以達到西氣東輸對管線的要求。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供具有屈服強度和抗拉強度大、耐低溫性能好等優(yōu)點的一種X80鋼耐低溫彎管及其制造工藝。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：

所述X80鋼的重量百分比組成為：C?0.05-0.10%、Si?0.10-0.30%、Mn?1.2-1.9%、P≤0.020%、S≤0.010%、Al≤0.05%、Ni?0.25-1.0%、Cr?0.1-0.40%、Cu?0.1-0.30%、V?0.03-0.1%、Nb?0.05-0.1%、Mo?0.1-0.40%、Ti?0.01-0.03%、B≤0.0005%、余量為Fe；控制碳當量Ceq?0.39-0.50%，冷裂系數(shù)Pcm?0.15-0.25%。

所述的X80鋼耐低溫彎管的管徑為406～1422mm、壁厚為10～40mm、曲率半徑為2～14.2m。

所述X80鋼耐低溫彎管的制造工藝，在于采用X80鋼控軋鋼板制造鋼管，用感應加熱彎曲工藝，感應加熱溫度為1000～1200℃,彎制速度20～80mm/min，鋼管加熱彎制后，迅速噴水冷卻，冷卻速度不小于15℃/s。彎管成型后進行整體回火熱處理，回火溫度：500-650℃，保溫時間為60-90min。

本發(fā)明X80鋼的成分中，C及合金元素如Mn、Mo、Ni、Cu、Nb等的總合金含量按碳當量Ceq必須大于0.39%，其中C含量必須大于0.5%，保證彎管材料具有高的淬透性，從而保證彎制冷卻后獲得貝氏體組織或貝氏體＋馬氏體組織。為了保證彎管管體、焊縫及熱影響區(qū)均具有較高的耐低溫沖擊性能，所以適當提高Ni含量，降低鋼的低溫脆化轉變溫度，其Ni含量不能低于0.2%。但由于彎管在實際施工時，還需要與管線鋼管進行對接焊接，其可焊性也是應該重視的關鍵問題，因此,其總合金含量按碳當量Ceq必須小于0.50%，其中C含量必須小于0.10%，Ni含量必須不大于1.0%。

X80鋼彎管采用感應加熱彎曲工藝，感應加熱彎曲溫度需控制1000～1200℃范圍內，當溫度過高時，奧氏體晶粒會迅速長大，導致淬火后得到的貝氏體組織晶粒粗大，降低彎管的低溫沖擊韌性。當溫度過低時，會導致彎管管體壁厚中心燒不透，使壁厚中心強度降低，降低彎管管體的強度。

彎制速度隨壁厚的增加而降低，既增加厚壁鋼管的加熱時間，以保證其完全燒透。冷卻速度是影響最終性能的關鍵因素，應控制在不小于15℃/s，以保證獲得貝氏體組織或貝氏體＋馬氏體組織。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：

1.克服了普通X80鋼所制彎管在-40至-45℃環(huán)境下，彎管管體與焊縫性能降低，尤其是彎管焊縫與熱影響區(qū)的低溫沖擊韌性，不能滿足低溫環(huán)境下的現(xiàn)場使用要求的缺點。

2.本發(fā)明所制彎管屈服強度大于555Mpa，抗拉強度大于625Mpa，-45℃彎管管體低溫沖擊韌性平均值大于90J，焊縫及熱影響區(qū)的低溫沖擊韌性平均值大于75J，完全滿足X80彎管的技術要求，為適合高寒地帶石油、天然氣輸送管道用的X80鋼及彎管。

3.彎管具有高的淬透性，從而保證彎制冷卻后獲得貝氏體組織或貝氏體＋馬氏體組織。

具體實施方式

實施例1

由表1所示化學成分的X80控扎鋼板，采用直縫埋弧焊制成F1016×32mm的鋼管，在彎管機上制成曲率半徑為6096mm彎管。

表1?X80鋼化學成分表（余量為Fe）