[發明專利]一種625MPa級UOE焊管及其制造方法

有效

• 申請號: 201410306696.0
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104089109B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 章傳國;鄭磊;張備;黃衛鋒;吳扣根;徐國棟
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: F16L9/17
• 分類號: F16L9/17;B23P15/00;C22C38/16
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及UOE焊管及其制造方法，特別涉及一種625MPa級UOE焊管及其制造方法，該UOE焊管可用于油氣管道輸送、海工及其他結構件應用的相關領域。

背景技術

在“低碳經濟”發展的大背景下，“十二五”期間我國各主要用鋼行業都將加大綠色、低碳、節能環保型鋼材的使用力度，尤其是能源、建筑、汽車、家電、集裝箱、工程機械等用鋼行業對于高強度、耐腐蝕、長壽命等鋼材性能提出了更高的要求。625MPa及以上鋼級的UOE焊管的開發應用正適應這一趨勢，該產品可以應用于能源管道、海洋工程以及建筑結構等領域。

管道輸送是石油天然氣輸送最經濟高效的輸送方式之一，我國油氣管道建設已有數十年的發展歷史，管道材料也從最初的A、B級鋼發展到X42～X80等API X系列鋼級，550MPa級的X80也是目前大規模應用的最高鋼級。管道行業在“十二五”期間的升級對鋼材質量提出了新要求，未來5年中國的油氣管道干線建設將投資3500億元，建設西氣東輸三線(霍爾果斯—韶關)、西氣東輸四線(吐魯番—中衛)、中緬油氣管線(緬甸西部港口皎漂市—昆明)、中衛—重慶—貴陽輸氣管線、陜京四線等天然氣輸送管道。為了節省建設時間、減少管道占地和投資，480億立方米/年的大輸量管道成為未來管道建設的重點，因此625MPa及更高強度焊管的開發及應用不僅有利于減少用鋼量、降低管道施工和運營成本，同時還可提高輸送效率，是未來管道建設的理想選擇之一。

高強度UOE焊管具有重量輕、強度高、壽命長等優點，也是廣泛用于海洋工程、建筑、樁、支柱及其他結構件的普碳鋼焊管的換代產品。通過提高強度，這種焊管可大幅度減輕結構重量，可以實現大高度、大跨度的結構建造，降低金屬消耗，提高勞動生產率；進一步提高韌性，可安全應用于極地、低溫等環境領域。高強度焊管在歐洲、美洲、日本及東南亞等發達國家已進行了深入研究，而中國則處于起步階段。

現有高強度UOE焊管的成分設計、顯微組織設計及制管方式的特點如下：

成分設計上，如中國專利CN100398684通過采用B微合金化可以顯著提高鋼的強度，但鋼的韌性相對偏低；日本專利JP61099660A采用高Cr、Ni合金設計來改善焊管的耐蝕性，合金成本較高；中國專利CN200780024813.2未對N、O等氣體元素進行限定，但高的N、O含量有損鋼的低溫韌性和時效性能。

在顯微組織設計上，現有技術常采用多相組織設計，如中國專利CN200480037950.6采用20％以下的多邊形鐵素體和80％以上的貝氏體顯微組織設計，由于有相界面的存在不利于提高鋼的沖擊韌性，同時相比例的波動易造成性能波動。

在制管方式上，現有技術常采用螺旋管、JCOE管以及無縫管等方式，如中國專利CN200710117991.1采用雙縫焊進行制管，尺寸精度較差，且焊縫較長使用安全性較差；中國專利CN100398684、ZL200710185350.X、CN200710185346.3均采用JCOE制管方式，而該方式殘余應力較高、管型尺寸較差，不利于現場施工和焊接；還有如中國專利ZL201010112123.6、CN201010216400.8均采用螺旋焊制管方式，同樣該制管方式無全管擴徑工序，殘余應力分布不均勻、管型質量較差，同時焊縫較長，安全可靠性較低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種625MPa級UOE焊管及其制造方法，該焊管屈服強度高于625MPa、抗拉強度高于700MPa、-20℃低溫沖擊功高于230J、-20℃DWTT剪切斷口面積百分數大于85％，同時具有可制造性。該焊管可用于油氣輸送及高強結構。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：

本發明625MPa級UOE焊管外徑范圍為壁厚范圍為10.0～20.0mm。鋼板采用C-Mn-Nb成分體系、低C合金化的成分設計，并采用寬厚板軋機進行原材料鋼板生產，配合合適的控制軋制及DQ+ACC控制冷卻工藝，制造出以下貝氏體為主的高強度高韌性原材料鋼板；經C、U、O成型及預焊、內焊、外焊、擴徑等工序獲得具有高強度、高韌性的UOE直縫焊管。