一种X80钢级无缝三通及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种X80钢级无缝三通及其制造方法，属于石油管道领域。该方法包括：获取环形坯料；对环形坯料依次进行加热、保温、锻造、水淬，获取圆筒管坯；对圆筒管坯依次进行正火热处理、退火热处理、机加工，获取三通管坯；采用热挤压拔制成型工艺对三通管坯进行成型，获取三通毛坯；对三通毛坯依次进行淬火热处理、回火热处理，获取X80钢级无缝三通；淬火热处理包括：将三通毛坯加热至900～980℃，保温第一预设时间；水淬方式冷却至常温，第一预设时间为三通毛坯壁厚×2.1～2.6min/mm，水淬介质为温度小于或等于40℃、比重为1.04～1.08的盐水。回火热处理包括：将三通毛坯加热至610～690℃，保温第二预设时间；然后炉冷至290～310℃；之后空冷至常温；第二预设时间为三通毛坯壁厚×3.2～4.5min/mm。

A Seamless Tee of X80 Steel Grade and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
一种X80钢级无缝三通及其制造方法
本专利技术涉及石油管道领域，特别涉及一种X80钢级无缝三通及其制造方法。
技术介绍
三通是输送管道工程建设的关键管道附件，主要用于管道分支、变向、变径等。随着我国油气需求量的不断提高，输送管道趋向于高钢级(例如X80钢级)、大管径、高压力的发展特点，以提高输送效率，这就要求管道及其附件材料的性能不断提高，尤其是低温环境(环境温度低于-45℃)地区服役管道及其附件应具有优异的低温韧性，使其能在低温环境中安全可靠的运行。目前，高压力、高钢级、大管径油气管道广泛采用卷焊三通，其主要制造工艺为：钢板下料-卷制筒节-焊接筒节-热挤压拔制成型-热处理-三通，卷焊三通的工艺特点之一就是其底部有一条纵向直焊缝。专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：卷焊三通需要经过焊接、多次高温加热、淬火、回火热处理等成型工艺，复杂的成型工艺易引起焊缝的组织性能发生变化，导致焊缝的强韧性降低，焊缝成为卷焊三通本体的强韧性薄弱部分。大量试验结果表明，卷焊三通焊缝中心和热影响区的-45℃及更低温度的冲击韧性不足或不稳定，难以满足低温环境服役油气管道用管件的焊缝设计韧性指标，因此设计制造新型X80钢级、大管径三通显得十分必要。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供了一种X80钢级无缝三通及其制造方法。所述技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种X80钢级无缝三通，所述X80钢级无缝三通的化学成分按重量百分比为：C：0.05～0.10，Si：0.10～0.35，Mn：1.20～1.60，P≤0.015，S≤0.005，Cr：0.18～0.30，Mo：0.20～0.45，Cu：0.08～0.25，Ni：0.60～1.05，Nb：0.02～0.08，V：0.03～0.08，Ti≤0.04，Al：0.02～0.05，Ca≤0.005，H≤0.0005，O≤0.005，N≤0.01，余量为铁和不可避免的杂质。第二方面，本专利技术提供了一种X80钢级无缝三通的制造方法，所述制造方法包括：获取环形坯料，所述环形坯料的化学成分如第一方面所示；对所述环形坯料依次进行加热、保温、锻造、水淬，获取圆筒管坯；对所述圆筒管坯依次进行正火热处理、退火热处理、机加工，获取三通管坯；采用热挤压拔制成型工艺对所述三通管坯进行成型，获取三通毛坯；对所述三通毛坯依次进行淬火热处理、回火热处理，获取X80钢级无缝三通；所述淬火热处理包括：将所述三通毛坯加热至900℃～980℃，并保温第一预设时间，然后，采用水淬方式，将所述三通毛坯冷却至常温；所述第一预设时间为所述三通毛坯壁厚×v1min/mm，水淬介质为温度小于或等于40℃、且比重为1.04～1.08的盐水，其中，v1为2.1～2.6；所述回火热处理包括：将所述三通毛坯加热至610℃～690℃，并保温第二预设时间，然后采用炉冷方式，将所述三通毛坯冷却至290℃～310℃，然后采用空冷方式，将所述三通毛坯冷却至常温；所述第二预设时间为所述三通毛坯壁厚×v2min/mm，v2为3.2～4.5。具体地，所述获取环形坯料包括：获取连铸圆坯，利用电渣重熔炉将所述连铸圆坯冶炼成钢水；对所述钢水进行连铸，并利用环形的连铸坯模具，获取所述环形坯料。具体地，所述环形坯料在进行所述锻造之前，进行1210℃～1230℃的均热保温，保温时间≥8h；依次采用拔长、扩孔、精锻对所述环形坯料进行锻造；在进行所述锻造时，所述环形坯料的均热温度为1170℃～1190℃，保温时间≥40min，终锻温度≥720℃；待所述锻造结束后，利用所述水淬处理将所述环形坯料降温至400℃～450℃，然后空冷至常温，获取所述圆筒管坯。具体地，待所述水淬处理结束后，对所述圆筒管坯进行所述正火热处理和所述退火热处理；所述正火热处理的条件包括：均热温度为910℃～930℃，保温时间≥5h，然后风冷至300℃～350℃；所述退火热处理包括：一次退火热处理和二次退火热处理；所述一次退火热处理在所述正火热处理后顺序进行，所述一次退火热处理的条件包括：均热温度为340℃～360℃，保温时间≥5h；所述二次退火热处理在所述一次退火热处理后顺序进行，所述二次退火热处理的条件包括：均热温度为640℃～660℃，保温时间≥20h；待所述二次退火热处理结束后，将所述圆形管坯炉冷至190℃～210℃，然后再空冷至常温；利用车床对所述圆形管坯进行所述机加工，获取所述三通管坯。具体地，采用热挤压拔制成型工艺对所述三通管坯进行成型，包括：将所述三通管坯加热至920℃～940℃，并保温至少30min；对所述三通管坯依次进行压扁、压制凸台、凸台开孔、支管拔制、管口切割，且所述三通管坯的终压温度≥780℃。具体地，所述淬火热处理包括：将所述三通毛坯加热至905℃～915℃，并保温115min～125min；采用水淬方式，将所述三通毛坯冷却至常温；所述水淬介质为温度小于或等于40℃，且比重为1.05的盐水；所述回火热处理包括：将所述三通毛坯加热至685℃～695℃，并保温175min～185min；采用炉冷方式，将所述三通毛坯冷却至290～310℃；采用空冷方式，将所述三通毛坯冷却至常温。具体地，所述淬火热处理包括：将所述三通毛坯加热至925℃～935℃，并保温135min～145min；采用水淬方式，将所述三通毛坯冷却至常温；所述水淬介质为温度小于或等于40℃、且比重为1.05的盐水；所述回火热处理包括：将所述三通毛坯加热至655℃～665℃，并保温195min～205min；采用炉冷方式，将所述三通毛坯冷却至290℃～310℃；采用空冷方式，将所述三通毛坯冷却至常温。具体地，所述淬火热处理包括：将所述三通毛坯加热至955℃～965℃，并保温155min～165min；采用水淬方式，将所述三通毛坯冷却至常温；所述水淬介质为温度小于或等于40℃、且比重为1.05的盐水；所述回火热处理包括：将所述三通毛坯加热至625℃～635℃，并保温235min～245min；采用炉冷方式，将所述三通毛坯冷却至290℃～310℃；采用空冷方式，将所述三通毛坯冷却至常温。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例提供的X80钢级无缝三通制造方法，以整体锻造无缝管坯为原材料保证了三通结构的整体性和材料的连续性，使得三通在制造过程中，减少了焊接及焊缝检验工序，解决现有卷焊三通制造技术中三通焊缝低温韧性不足或不稳定问题；另外，通过优化淬火热处理、回火热处理的工艺参数，调控了三通的晶粒度和组织结构，破碎并改善了碳化物和非金属夹杂物在金属中的分布，提高了三通的强韧性，尤其是低温韧性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的X80钢级无缝三通的主视图；图2是本专利技术实施例提供的X80钢级无缝三通的左视图。下面对附图中各个标号进行说明。1-肩部；2-支管；3-主管；4-腹部。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种X80钢级无缝三通，其特征在于，所述X80钢级无缝三通的化学成分按重量百分比为：C：0.05～0.10，Si：0.10～0.35，Mn：1.20～1.60，P≤0.015，S≤0.005，Cr：0.18～0.30，Mo：0.20～0.45，Cu：0.08～0.25，Ni：0.60～1.05，Nb：0.02～0.08，V：0.03～0.08，Ti≤0.04，Al：0.02～0.05，Ca≤0.005，H≤0.0005，O≤0.005，N≤0.01，余量为铁和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种X80钢级无缝三通，其特征在于，所述X80钢级无缝三通的化学成分按重量百分比为：C：0.05～0.10，Si：0.10～0.35，Mn：1.20～1.60，P≤0.015，S≤0.005，Cr：0.18～0.30，Mo：0.20～0.45，Cu：0.08～0.25，Ni：0.60～1.05，Nb：0.02～0.08，V：0.03～0.08，Ti≤0.04，Al：0.02～0.05，Ca≤0.005，H≤0.0005，O≤0.005，N≤0.01，余量为铁和不可避免的杂质。2.一种X80钢级无缝三通的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：获取环形坯料，所述环形坯料的化学成分如权利要求1所述；对所述环形坯料依次进行加热、保温、锻造、水淬，获取圆筒管坯；对所述圆筒管坯依次进行正火热处理、退火热处理、机加工，获取三通管坯；采用热挤压拔制成型工艺对所述三通管坯进行成型，获取三通毛坯；对所述三通毛坯依次进行淬火热处理、回火热处理，获取X80钢级无缝三通；所述淬火热处理包括：将所述三通毛坯加热至900℃～980℃，并保温第一预设时间，然后采用水淬方式，将所述三通毛坯冷却至常温；所述第一预设时间为所述三通毛坯壁厚×v1min/mm，水淬介质为温度小于或等于40℃、且比重为1.04～1.08的盐水，其中，v1为2.1～2.6；所述回火热处理包括：将所述三通毛坯加热至610℃～690℃，并保温第二预设时间，然后采用炉冷方式，将所述三通毛坯冷却至290℃～310℃，然后采用空冷方式，将所述三通毛坯冷却至常温；所述第二预设时间为所述三通毛坯壁厚×v2min/mm，v2为3.2～4.5。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述获取环形坯料包括：获取连铸圆坯，利用电渣重熔炉将所述连铸圆坯冶炼成钢水；对所述钢水进行连铸，并利用环形的连铸坯模具，获取所述环形坯料。4.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述环形坯料在进行所述锻造之前，进行1190℃～1210℃的均热保温，保温时间≥8h；依次采用拔长、扩孔、精锻对所述环形坯料进行所述锻造；在进行所述锻造时，所述环形坯料的均热温度为1170℃～1190℃，保温时间≥40min，终锻温度≥720℃；待所述锻造结束后，利用所述水淬处理将所述环形坯料降温至400℃～450℃，然后空冷至常温，获取所述圆筒管坯。5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，待所述水淬处理结束后，对所述圆筒管坯进行所述正火热处理和所述退火...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏利君，祝鹏，刘宇，邹峰，冯斌，刘金生，李烨铮，赵玉朋，尹长华，张超，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油管道局工程有限公司，中油管道机械制造有限责任公司，中国石油天然气管道科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11