[發明專利]酸性環境用機械復合管無縫母管的熱處理方法

在審

• 申請號: 202111612445.1
• 申請日: 2021-12-27
• 公開（公告）號: CN114480818A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李艷;劉金國;叢國元;張哲平;劉江成;趙興亮;趙春輝;張國柱;趙蘇娟;陳燕;胡希達;張傳友;張家森;王浦
• 申請（專利權）人: 天津鋼管制造有限公司
• 主分類號: C21D9/08
• 分類號: C21D9/08;C21D1/18;C21D11/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/58;C22C38/48;C22C38/46;C22C38/44;C22C38/42;C22C38/06;C21D8/10
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 張文華

本發明涉及酸性環境用機械復合管無縫母管的熱處理方法，包括如下步驟：高溫步進梁加熱、高壓水除鱗、高溫淬火、高溫回火、高壓水除鱗、高溫熱矯直工藝、冷床整管空冷；母管包括如下重量百分比的各組分：0.06％≤C≤0.12％；0.10％≤Si≤0.30％；1.00％≤Mn≤1.60％；0.02％≤Nb≤0.10％；0.04％≤V≤0.10％；Ni+Mo≤0.20％；Cr+Cu≤0.20％；其他元素和余量Fe；本發明的管線管母管，能夠達到高尺寸精度、高性能穩定性、高韌性(韌脆轉變溫度≤?60℃)、高延展性(延伸率≥30％(板))、高抗SSC腐蝕性(90％AYS四點彎曲720小時不斷裂)。

技術領域

本發明屬于管材制備熱處理技術領域，尤其涉及酸性環境用機械復合管無縫母管的熱處理方法。

背景技術

隨著石油天然氣開采和運輸條件的不斷惡劣，開采及輸送的油氣體也越復雜，對于復合管的需求日益增加。復合管即母材為碳鋼管，復合層為316L不銹鋼或者雙相不銹鋼或者鎳基合金，母管保證基本強度，復合層保證足夠的腐蝕余量，從而達到惡劣環境下輸送環境的使用要求。復合管無縫母管相比普通管線管具有特殊性，對于母管的成分穩定、性能波動(最大屈服強度與最小屈服強度之差)和尺寸波動(壁厚不均度，管與管直徑差)要求都比普通管線管要求高，需要保證復合后每個鋼管的性能變化都符合要求，均一穩定的成分保證復合后管與管性能差別小。母管對整管外徑、壁厚、橢圓度要求更高，尤其是管端尺寸，需要保證管端高尺寸精度滿足后續堆焊的控制和焊接對接尺寸的控制。普通管線母管存在性能強度范圍為150MPa，海洋用管強度范圍為120MPa，管端尺寸精度不能滿足焊接后對接余高差0.5mm等。在鋼管的產品標準中，對鋼管有多種要求，其中的力學性能是主要的指標之一。此外，還包括使用性能、工藝性能、金相組織等，所有這些要求都與熱處理工藝密切相關，熱處理的目的就是使這些性能達到標準的要求。

鋼管熱處理工藝包括鋼管加熱、淬火、淬火冷卻、再加熱、回火、冷卻等工序，但是不同爐型和加熱控制、淬火方式和冷卻控制都會影響最終產品的整體性能，尤其是對于大口徑厚壁的管線這種影響會更明顯。淬火過程是將工件從高溫快速冷卻到低溫的一個工藝過程，工藝的特點決定了工件在淬火后將發生變形，尤其是像鋼管這類細長的產品更容易變形，特別是鋼管彎曲，彎曲嚴重時則成為廢品。為了解決這一問題，多年來，設備制造企業研制了各種淬火裝置應用于生產，浸入式、外淋內噴、旋轉式內噴外淋、浸入式內噴外淋等淬火裝置來增大冷卻強度，改善冷卻均勻，實現淬火后變形小、性能提升。爐溫及節拍是鋼管奧氏體化的重要參數，它決定了鋼管在爐內的加熱時間，并保證鋼管達到了規定的溫度及保溫時間的要求。

諸如中國專利等均為普通酸性用管線，未有成分波動(ΔC、ΔSi、ΔMn、ΔNb、ΔV、ΔMo、ΔCr、ΔNi、ΔCu等)、性能波動(最大屈服強度與最小屈服強度之差)和尺寸波動(壁厚不均度，管與管直徑差)等復合管母管指標的要求。

發明內容

為解決上述技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種酸性環境用復合管母管的熱處理方法，以滿足深海等苛刻環境開發所需要的機械復合管母管，解決管線管在機械復合的情況下，性能不穩，尺寸不合而不能滿足設計要求等問題。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

酸性環境用機械復合管無縫母管的熱處理方法，包括如下步驟：

高溫步進梁加熱、高壓水除鱗、高溫淬火、高溫回火、高壓水除鱗、高溫熱矯直工藝、冷床整管空冷。

進一步的，所述高溫步進梁加熱采用高溫步進梁爐，雙交叉限幅比例控制方式，微正壓還原氣氛，控制壓力≤10Pa。

進一步的，所述高溫淬火采用外淋內噴旋轉式，淬火冷卻介質采用工業水，其中，水溫低于30℃，外淋水量≥1300m³/h，壓力為2～3bar；內噴水量≥700m³/h，壓力為5～7bar，內噴時水的流速可達7～20m/s。