[發(fā)明專利]一種改善X90鋼級螺旋縫埋弧焊管接頭力學(xué)性能的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610499811.X
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN105925890B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉振偉;田鵬;孫志剛;李國鵬;路廣平;陳松;唐瑤瑤;崔明亮;朱宇;王玉;婁剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司;華油鋼管有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/18;C22C38/12;C22C38/08;C22C38/06;C22C38/16;C22C38/14;C21D9/50;C21D1/30;B21C37/08;B21C37/30;B23K9/18
• 代理公司: 石家莊國為知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所13120
• 代理人: 申超平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種螺旋縫焊管技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

天然氣作為一種高效清潔的能源正日益受到人們的重視。由于天然氣田一般位于偏僻的遠(yuǎn)離市場的荒漠地區(qū)，如何安全、經(jīng)濟地將天然氣輸 送到消費市場一直是天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的管件問題之一。通過技術(shù)創(chuàng)新以及采用更高壓力和更高強度的管道，是降低天然氣長距離輸送成本最有效的途徑。提高輸送壓力是天然氣長輸管線發(fā)展的最明顯的趨勢。天然氣管道輸送壓力在30年間從最初的0.23MPa提高到14MPa。輸送壓力的提高要求采用更高強度的管線鋼。如今，世界范圍內(nèi)的天然氣長輸管道建設(shè)已經(jīng)從過去采用的X52、X60和X65管線鋼發(fā)展到X70和X80高強度管線鋼，并且正在開發(fā)X90～X120超高強度管線鋼。

X90與X80相比，可以有效減小壁厚，從而節(jié)省用鋼量，節(jié)約采購成本。據(jù)預(yù)算，在管線的口徑和壓力確定后，鋼級每提高一個等級，可以減少用鋼量約8%～12%。以450億方/年天然氣數(shù)量、管道設(shè)計為1219mm為例，與X80相比，西氣東輸四線/五線如采用X100可減少用鋼量41萬噸/76萬噸，節(jié)省管材采購成本24億元/45億元。

然而，在國內(nèi)，鋼廠為了提高管線鋼卷板的強度，普遍加入了相對較高的微合金元素，利用控軋、控冷技術(shù)可使鋼板的強度提高到X90級別，但碳當(dāng)量也隨之提高，造成高鋼級管線鋼的可焊性降低，熱影響區(qū)硬脆的板條馬氏體相的出現(xiàn)嚴(yán)重降低了X90熱影響區(qū)沖擊韌性；同時由于板卷的強度大大提高，焊接接頭應(yīng)力集中嚴(yán)重，成為制約X90螺旋縫埋弧焊管發(fā)展的瓶頸問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種改善X90鋼級螺旋縫埋弧焊管接頭力學(xué)性能的方法，有效的消除內(nèi)焊工序后焊接接頭的焊接應(yīng)力和卷板變形引起的應(yīng)力，提高焊接接頭熱影響區(qū)韌性，改善焊接接頭的綜合力學(xué)性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是： 一種改善X90鋼級螺旋縫埋弧焊管接頭力學(xué)性能的方法，該X90鋼級螺旋縫埋弧焊管主要化學(xué)成分重量的百分含量為：C ：0.04-0.06；Si：≤0.30；Mn：≤1.95；P：≤0.015；S：≤0.005；Cr：≤0.30；Mo：≤0.25；Ni：≤0.25；Al：≤0.06；Cu：≤0.25；Ti：≤0.025；Nb：≤0.080；V：≤0.04；B：≤0.0005；N：≤0.008；其余為Fe，其中CEpcm：≤0.21，該方法主要加工工序為：①板卷的開卷、矯平；②銑邊；③預(yù)彎；④成型；⑤內(nèi)焊；⑥外焊；其特征在于，在工序⑤內(nèi)焊和⑥外焊之間加入高溫回火熱處理工序。

作為優(yōu)選，所述高溫回火熱處理工序，為中頻加熱高溫回火熱處理工序，其加熱溫度控制在450℃-550℃，對內(nèi)焊縫和外坡口及周邊區(qū)域進行高溫回火，以消除內(nèi)焊工序后焊接接頭的焊接應(yīng)力和卷板變形引起的應(yīng)力，提高焊接接頭熱影響區(qū)韌性，改善焊接接頭的綜合力學(xué)性能，同時起到對外坡口預(yù)熱的作用。

作為優(yōu)選，所述中頻加熱高溫回火熱處理工序為，中頻感應(yīng)加熱裝置放置于距離內(nèi)焊點一個螺距位置，與外焊點距離小于一個螺距，隨著鋼管一邊進行滾動焊接、一邊前進；中頻感應(yīng)加熱裝置的導(dǎo)電銅管處于外坡口下部10mm-20mm，對內(nèi)焊縫、熱影響區(qū)和外坡口加熱。

作為優(yōu)選，所述銑邊工序的工藝為：先粗銑后精銑；粗銑，坡口形式為I型坡口，使板寬控制在：1550±5mm；精銑，坡口類型為X型，坡口加工尺寸為：外坡口深度為4.1±1 mm，坡口底部角度為40°，內(nèi)坡口深度為4.2±1 mm，張開角度35°，鈍邊厚度為8.0±1 mm。

作為優(yōu)選，所述內(nèi)焊工序的工藝為：采用雙絲串列埋弧自動焊：第一絲為直流反接，電流1025-1125 A、電壓30-34 V；第二絲為交流正接，電流450-550 A、電壓34-38 V；焊接速度為1.25-1.35m/min。

作為優(yōu)選，外焊工序的工藝為：采用雙絲串列埋弧自動焊：第一絲為直流反接，電流1125-1225A、電壓31-35 V；第二絲為交流正接，電流450-550 A，電壓34-38 V；焊接速度為1.25-1.35 m/min。