一种抗SSCC应力腐蚀优良的X80MS-HFW焊管的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种抗SSCC应力腐蚀优良的X80MS‑HFW焊管的制造方法，其主要步骤包括拆卷对焊、刨边、成型、高频焊接、热处理、定径飞剪、切管和矫直等工序；所述成型后残余应力控制为‑30～0mm负值；所述高频焊接频率：420±30KHZ，焊接速度：18±5m/min，热处理正火温度为930～950℃，尤其是热处理后的冷却速度为2～3℃/s；本发明专利技术采用合理的成型工艺保证板边端面实现平行的Ι型对接，减少成型过程中产生的残余应力；采用大挤压力、小挤压量及小开口角度，并降低焊接功率参数，焊接过程中焊管内外表面形成均匀的毛刺；利用本发明专利技术制造出的X80MS‑HFW焊管强度高、韧性高，母材和焊缝组织均匀一致，在A溶液中进行SSCC试验，加载90％SMYS(500MPa)应力水平，试样拉伸表面未出现任何裂纹和开裂。

A method for manufacturing a stress corrosion resistance of SSCC X80MS HFW excellent welded pipe

The invention discloses a method for manufacturing a stress corrosion resistance of SSCC X80MS excellent HFW pipe, which comprises the following steps: removing roll welding, edge planing, molding, high frequency welding, heat treatment, sizing shear, pipe cutting and straightening processes; the forming residual stress control for 30 0mm negative; the high frequency welding: welding speed: 420 + 30KHZ, 18 + 5m/min, normalizing heat treatment temperature of 930 ~ 950 DEG, especially the cooling rate after heat treatment is 2 to 3 DEG /s; the invention adopts the molding process reasonable assurance plate edge end realization of type I butt in parallel. To reduce the residual stress generated in the forming process; the extrusion pressure, small extrusion amount and small opening angle, and reduce the welding power parameters, welding pipe inside and outside surface to form a uniform burr process; X80MS HFW pipe strength of the invention is manufactured using high The toughness is high, the parent material and weld microstructure are uniform, SSCC test is carried out in A solution, and the stress level of 90%SMYS (500MPa) is loaded, and there is no crack and crack on the tensile surface of the sample.

【技术实现步骤摘要】
一种抗SSCC应力腐蚀优良的X80MS-HFW焊管的制造方法
：本专利技术涉及一种X80MS钢级HFW焊管及其制造方法，尤其是一种抗SSCC应力腐蚀优良的X80MS钢级集输和输送用HFW焊管的制造方法。
技术介绍
近年来，随着油气资源需求量的大幅度增加，世界各国均加大开采量以满足需要，高含硫的陆上和海上油气田已逐步开发，但是当净化处理不善、油气中H2S含量较高时，应力腐蚀和氢致断裂事故时有发生。出于安全考虑，输送用抗H2S腐蚀钢管的用量逐步增加。HFW焊管在具有腐蚀性环境中使用时，HFW焊缝比管母金属对应力腐蚀开裂和氢致开裂具有很高的敏感性，尤其是焊缝处易于产生严重的沟槽腐蚀，往往导致HFW焊管的过早开裂，产生严重的泄漏事故和巨大的经济损失，且钢级较低时，难以承受高压大流量H2S油气的集输和输送。2014年公布的公布号为CN103526108A的专利技术专利，名称为一种抗SSCC应力腐蚀优良的X70MS的ERW焊管及其制造方法，包括的步骤有：拆卷对焊、刨边、成型、高频焊接、热处理、定径飞剪、矫直、超声波检查、X射线检查、水压、管端倒棱和成品检查；采用辊式成型，最大限度地将弯矩加到带钢边部，通过调整工作板宽及粗成型机架的辊串参数，利用轧辊渐开线特性，对带钢最边部给予小段过弯曲，挤压量5±1mm，定径量8±2mm，从而控制成型残余应力，将成型残余应力控制为负值，低应力成型预防SSCC发生；热处理正火温度为920～980℃，热处理后的冷却速度为3～15℃/s，热处理后使得焊缝和母材组织均匀，基本一致，焊缝晶粒度10级左右，焊缝硬度低，预防了SSCC发生；焊管管体化学成分为C：≤0.04wt％，Si：0.10～0.20wt％，Mn：≤1.20wt％，P：≤0.01wt％，S：≤0.001wt％，Al：≤0.06wt％，Cu：≤0.15wt％，Ni：≤0.15wt％，Cr：≤0.1wt％，Nb：≤0.05wt％，V：≤0.20wt％，Ti：≤0.02wt％，Mo：≤0.10wt％，B≤0.0002wt％，其余为铁和不可避免的杂质。该专利制造的焊管施加90％SMYS(437MPa)应力水平抗SSCC应力腐蚀而不开裂。X80MS-HFW焊管卷板在成分设计上，和X70MSHFW焊管卷板相比，进一步降低Mn含量，减少夹杂物大小及尺寸，有利于确保管体抗HIC腐蚀性能，同时大幅度增加了Cu、Ni、Cr等微合金化元素含量，确保0.35％≤Cu+Ni+Cr≤0.80wt％，用来弥补降Mn后强度损失，并确保X80MS-HFW焊管卷板制管后力学性能达到X80钢级。X80MS-HFW焊管在制造工艺上，针对微合金化元素含量稍高于X70MS卷板的X80MS卷板，稍微增加焊接功率，降低焊接速度，最主要的是针对这种X80MS卷板，将正火后热处理速度降低到2～3℃/s，确保焊接接头组织均匀，硬度较低，进一步确保高钢级X80MS-HFW焊管焊接接头的抗SSCC应力腐蚀性能。该专利制造的X80MSHFW焊管施加90％SMYS(500MPa)应力水平抗SSCC应力腐蚀而不开裂。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种抗SSCC应力腐蚀优良的X80MS-HFW焊管的制造方法，该焊管管体强度高，能承受90％SMYS的高抗SSCC应力腐蚀。本专利技术采用的技术方案为一种抗SSCC应力腐蚀优良的X80MS-HFW焊管的制造方法，所述焊管的化学成分为C：≤0.04wt％，Si：0.15～0.20wt％，Mn：≤1.00wt％，P：≤0.01wt％，S：≤0.001wt％，Al：≤0.06wt％，Cu：≤0.25wt％，Ni：≤0.25wt％，Cr：≤0.50wt％，Nb：≤0.06wt％，V：≤0.20wt％，Ti：≤0.06wt％，Mo：≤0.25wt％，B≤0.0002wt％，0.35％≤Cu+Ni+Cr≤0.80wt％，其余为铁和不可避免的杂质。X80MS-HFW焊管板材成分设计：采用超低Mn、低C、低S、P及添加Cu、Mo、Cr等微合金化元素弥补强度进行卷板成分设计。超低的Mn含量以消除Mn偏析，控制Mn/Si比，主要是降低高钢级X80MS-HFW焊管焊接过程中焊缝不可避免的氧化物及夹杂物熔点使其快速排出；C含量过高形成的碳化物会引起SSC抗性的恶化，S、P易于产生夹杂和晶界偏析，降低了SSC抗性，S、P选最低水平；Mo可形成细微碳化物，有利于改善SSCC抗性；微量Nb、V、Ti细化晶粒和产生沉淀强化作用；Ni、Cu、Cr等元素确保达到X80管线钢强度，并起到改善偏析、固溶强化等作用，同时提高管线钢的抗氢致开裂性能。所述抗SSCC应力腐蚀优良的X80MS-HFW焊管的制造方法包括：拆卷对焊：对X80MS卷板料头料尾对接平齐；成型：采用辊式成型时候的张力效应，最大限度地将弯矩加到X80MS带钢边部，调整工作板宽及粗成型机架的轧辊参数，利用轧辊渐开线的特性，对带钢最边部给一小段“过弯曲”，为X80高强度卷板高频焊接提供良好的边部条件，提高板边的延展性，使边部成型充分，且带钢边部的两个端面都实现比较平行的Ι型对接，也有利于焊接后内外表面形成均匀的毛刺，有利于刮除；成型过程中增大挤压力，控制挤压量5±1mm，定径量8±2mm，确保X80钢级HFW焊管成型后具有良好的椭圆度和低的残余应力，实现残余应力的可控性，将成型残余应力控制为负值，有效预防了SSCC发生；高频焊接：为了保证X80MS-HFW焊管焊缝的焊接质量，需要较高的焊接功率；为了降低高频焊机的负荷，减小挤压量、降低开口角度，需增加电流的密度，使热量增高，有利于焊接；开口角度过小缝隙过狭，容易跳火放电，影响焊缝质量；挤压量不足，熔融金属不能完全被挤出，易形成灰斑，挤压量过大，熔融金属全部挤出易形成冷焊，因此，应将开口角、挤压量、焊脚位置及侧挤压辊调整到适宜的状态；高频焊接感应焊频率：420±30KHZ，焊接速度：18±5m/min，频率控制可获得高强度、高韧性；热处理及组织变化：用感应加热对X80HFW焊管焊缝进行焊后热处理，依据匹配焊接速度调整热处理温度，热处理正火温度为930～950℃，经过正火后的焊缝为了得到良好的金相组织，经过缓慢冷却，待组织不再发生转变后再进行迅速水冷，尤其是热处理后的冷却速度控制在2.5±0.5℃/s，细化了焊缝及热影响区的晶粒，焊缝组织得到以珠光体(P)为主，针状铁素体(AF)和准多边形铁素体(QF)为辅的复相组织，且焊缝和母材组织相对均匀一致，焊缝晶粒度10.5级左右，焊缝硬度低，并且显著降低X80HFW焊管焊缝沟腐蚀敏感系数，达到焊缝组织细化和消除应力集中的作用，极大预防SSCC发生；定径飞剪：切断X80MS-HFW焊管长度；矫直：为了保证钢管在成型、热处理、空冷和水冷以后，钢管的外型尺寸满足标准要求，因此要对钢管进行定径矫直，使钢管具有良好的外形尺寸精度和直度。X射线检查和超声波检查：对焊接接头和管母进行检测；管端坡口加工：按照要求尺寸在焊管两端加工坡口；外观尺寸检查：根据要求对焊管外观尺寸进行测量；理化及耐蚀性能检验：按检验批次对钢管进行化学成分分析、压扁试验、拉伸试验、夏比冲击、沟槽腐蚀、SSCC试验等，确保钢管的理化性能满足APISPEC5L标准和用户要求。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗SSCC应力腐蚀优良的X80MS‑HFW焊管的制造方法，包括拆卷对焊、刨边、成型、高频焊接、热处理、定径飞剪、矫直、超声波检查、X射线检查、水压、管端倒棱和成品检查，所述成型采用辊式成型，最大限度地将弯矩加到带钢边部，调整工作板宽及粗成型机架的辊串参数，利用轧辊渐开线特性，对带钢最边部给予小段过弯曲，挤压量5±1mm，定径量8±2mm，从而控制成型残余应力，将成型残余应力控制为负值，低应力负值成型预防SSCC的发生，其特征在于：所述负值为‑30～0mm；所述热处理正火温度为930～950℃，热处理后的冷却速度为2～3℃/s，热处理后焊缝得到以珠光体为主，针状铁素体和准多边形铁素体为辅的复相组织，且焊缝和母材组织相对均匀一致；所述X80MS‑HFW焊管的化学成分为C：≤0.04wt％，Si：0.15～0.20wt％，Mn：≤1.00wt％，P：≤0.01wt％，S：≤0.001wt％，Al：≤0.06wt％，Cu：≤0.25wt％，Ni：≤0.25wt％，Cr：≤0.50wt％，Nb：≤0.06wt％，V：≤0.20wt％，Ti：≤0.06wt％，Mo：≤0.25wt％，B≤0.0002wt％，0.35％≤Cu+Ni+Cr≤0.80wt％，其余为铁和不可避免的杂质。...

【技术特征摘要】
1.一种抗SSCC应力腐蚀优良的X80MS-HFW焊管的制造方法，包括拆卷对焊、刨边、成型、高频焊接、热处理、定径飞剪、矫直、超声波检查、X射线检查、水压、管端倒棱和成品检查，所述成型采用辊式成型，最大限度地将弯矩加到带钢边部，调整工作板宽及粗成型机架的辊串参数，利用轧辊渐开线特性，对带钢最边部给予小段过弯曲，挤压量5±1mm，定径量8±2mm，从而控制成型残余应力，将成型残余应力控制为负值，低应力负值成型预防SSCC的发生，其特征在于：所述负值为-30～0mm；所述热处理正火温度为930～950℃，热处理后的冷却速度为2～3℃/s，热处理后焊缝得到以珠光体为主，针状铁素体和准多边形铁素体为辅的复相组织，且焊缝和母材组织相对均匀一致；所述X80MS-HFW焊管的化学成分为C：≤0.04wt％，Si：0.15～0.20wt％，Mn：≤1.00wt％，P：≤0.01wt％，S：≤0.001w...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕宗岳，黄晓辉，牛辉，刘海璋，常海峰，牛爱军，陈长青，赵红波，刘斌，包志刚，杨军，刘刚伟，田磊，席敏敏，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，宝鸡石油钢管有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11