一种热煨弯管的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种热煨弯管的生产方法，包括：在冶炼工艺段控制热煨弯管的钢中B类非金属夹杂物评级≤1.0；在热轧工艺段控制热煨弯管的钢板轧后水冷终止温度为470℃～520℃；在热轧工艺段控制热煨弯管的钢板堆垛冷却温度为400℃～480℃，堆垛冷却时间≥24小时；在制管工艺段控制热煨弯管焊接后的焊缝冷却速度≤0.6℃/s；在制管工艺段控制热煨弯管的扩径率为0.72％～0.78％。上述方法有效地降低了焊缝区域夹杂物和内应力，解决了热煨弯管在高温煨制弯曲成型和热处理工艺流程中出现焊缝开裂或焊缝检验不合的问题，提高了热煨弯管在油气输运服役过程中的安全性和可靠性。

A production method of hot bend

【技术实现步骤摘要】
一种热煨弯管的生产方法
本申请涉及油气输运管道的生产制造
，尤其涉及一种热煨弯管的生产方法。
技术介绍
在油气输送领域，使用的输送管道通常包括热煨弯管和常规直管，热煨弯管主要用于特殊地形管道转弯连接，是管道工程承载较为特殊苛刻的部件，对产品的力学性能要求十分严格。热煨弯管制造工艺复杂，在钢板制成钢管过程中需进行高温煨制弯曲成型和回火热处理，工序较多，在制管过程中经常出现焊缝区开裂的问题，而对于相同成分体系的常规直管在制管过程中不会出现焊缝区域的开裂。由此可见，热煨弯管焊缝为整条油气管道的最薄弱环节，亟需一种热煨弯管的生产方法，能够稳定控制热煨弯管焊区的探伤质量，确保满足相应的验收标准要求，提高整条油气管道运行的安全稳定性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种热煨弯管的生产方法，以解决或者部分解决热煨弯管在高温煨制弯曲成型时经常出现焊缝开裂缺陷的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种热煨弯管的生产方法，包括：在冶炼工艺段控制热煨弯管的钢中B类非金属夹杂物评级≤1.0；在热轧工艺段控制热煨弯管的钢板轧后水冷终止温度为470℃～520℃；在热轧工艺段控制热煨弯管的钢板堆垛冷却温度为400℃～480℃，堆垛冷却时间≥24小时；在制管工艺段控制热煨弯管的焊接后的焊缝冷却速度≤0.6℃/s，单位为摄氏度每秒；在制管工艺段控制热煨弯管的扩径率为0.72％～0.78％。可选的，在冶炼工艺段控制热煨弯管的钢中B类非金属夹杂物评级≤1.0，包括：在热煨弯管的钢包精炼炉LF阶段控制钢液的铝含量，以使热煨弯管的钢中B类非金属夹杂物评级≤1.0。可选的，在热煨弯管的钢包精炼炉LF阶段控制钢液的铝含量，包括：控制LF到站时钢液铝含量为0.035wt％～0.055wt％；在LF精炼的第一预设时间段内进行调铝以控制钢液的铝含量；在LF精炼的第二预设时间段内禁止调铝；控制LF出站时的钢液铝含量为0.050wt％～0.065wt％；在LF精炼后续的冶炼流程中禁止调铝；其中，第一预设时间段为钢液进入LF精炼炉开始精炼起至精炼进行20min止，第二预设时间段为第一预设时间段结束起至LF精炼结束止。可选的，在热轧工艺段控制热煨弯管的钢板的轧后水冷终止温度为470℃～520℃，包括：在热轧工艺段控制热煨弯管的钢板的轧后水冷终止温度为470℃～520℃，以及控制热煨弯管的钢板中M-A岛组织占比≤3％。可选的，在制管工艺段控制热煨弯管的焊接后的焊缝冷却速度≤0.6℃/s，包括：钢管外焊结束后立即使用保温棉带覆盖焊缝焊剂，以控制热煨弯管焊接后的焊缝冷却速度≤0.6℃/s。进一步的，使用保温棉带覆盖焊缝焊剂的覆盖时间≥13min。本专利技术还提供了一种热煨弯管产品，热煨弯管采用如上述技术方案进行制造。通过本专利技术的一个或者多个技术方案，本专利技术具有以下有益效果或者优点：本专利技术通过提供一种热煨弯管的生产方法，包括降低钢中的B类非金属夹杂物含量、提高钢板的轧后水冷终止温度、定量控制钢板堆垛冷却温度和堆垛冷却时间、降低制管时的焊缝冷却速度和扩径率。在高温煨制弯曲成型和热处理的工序中，低水平的B类非金属夹杂聚集避免了因为夹杂物本身和夹杂物界面附近产生的细小微裂纹产生导致的焊缝区域质量不合；提高轧后水冷终止温度避免了钢板内应力冷裂纹引起的焊缝区域质量不合；热轧后钢板堆垛冷却温度和时间的定量控制避免了氢致裂纹引起的焊缝区域质量不合；降低焊缝冷却速度、扩径率避免了焊区应力冷裂纹引起的焊缝区域质量不合。通过上述的生产控制方法，能够显著提高热煨弯管的焊区探伤质量，保障热煨弯管在油气输运服役过程中的安全性和可靠性。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了根据本专利技术一个实施例的热煨弯管的生产方法流程图。具体实施方式为了使本申请所属
中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。热煨弯管为油气输送管道的重要组成部分，在本实施方式中，热煨弯管采用低碳微合金高强管线钢进行生产制造。在生产中发现，热煨弯管经常在高温煨制弯曲成型时出现焊缝区开裂或者采用竖通孔斜底探头对焊缝区域进行超声探伤，发现质量不合的情况，而相同成分体系、采用相同焊接工艺的常规直管的焊缝检验是合格的。在通过对热煨弯管焊缝区和热煨弯管原料钢板大量取样，利用金相技术、端口分析技术进行焊缝开裂区的成分分析、显微组织分析和断口形貌分析后，确认了导致高温煨制弯曲成型时焊缝区质量不合的原因主要包括如下几个因素：1、在焊缝断口的部分区域发现了非金属氧化物夹杂聚集，EDS判断主要是B类氧化铝夹杂，氧化铝夹杂主要成因是在炉外精炼阶段调铝时加入的铝合金在钢液中氧化、没有及时上浮到保护渣残留在了铸坯中；氧化铝夹杂物是脆性夹杂物，不能良好地在后续热轧段跟随轧制方向延长，因材料的流动不均和塑性的变化，将导致钢板内部在氧化铝夹杂物界面附近产生细小的微裂纹，夹杂物和微裂纹的存在将导致焊缝区域质量检验不合。2、部分断口形貌显示存在氢致裂纹的萌生和扩展，钢中的氢在炼钢阶段没有脱除干净，在后续的钢板生产制造中也没有有效地排出，因此导致钢中氢含量较高，并在一些缺陷位置富集，如晶界、二次析出相界面。3、通过焊缝开裂区域的组织分析发现M-A岛组织，即马氏体-奥氏体岛组织比例含量较高，热煨弯管是贝氏体钢，M-A岛作为贝氏体组织伴生的硬脆相，极易导致钢中部分区域内应力集中，在后续的热煨弯管工序的多次变形加工、热处理过程中内应力集中催生了钢板内部微裂纹的萌生和扩展。4、除了钢在冶炼轧制过程中产生的冶金物理化学缺陷，还发现焊缝开裂存在应力冷裂纹缺陷，原因在于制管时焊缝冷却速度过快。进一步的分析发现，同样成分体系的直管同样存在上述的材料缺陷，但由于直管加工过程简单，只需要焊接和冷加工成型，这些缺陷不会发展成为影响焊缝质量的因素，因此能够通过检验标准。而热煨弯管在煨制弯曲成型和回火热处理中因为加工工序多，在弯管焊缝区域因受热循环和加工变形的反复影响，对上述因素中提到的冶金物理缺陷造成材料强度和韧性的变化更为敏感，在焊缝区域存在上述少量的缺陷即可能导致在热煨弯管工序的焊缝开裂，或者焊缝质量达不到竖通孔斜底探头检验标准，造成生产的热煨弯管在油气输送服役过程中的安全隐患。在找到缺陷的成因以后，就能够通过对钢板的工艺优化和工艺精确控制，降低钢中的各类缺陷。因此在上述焊缝开裂成因的分析基础上，决定不改变现有的热煨弯管所采用的管线钢成分体系，围绕钢坯冶炼、钢板轧制和钢板制管等工序，采取相关措施有效控制夹杂物与内应力。既能稳定控制钢的生产和成本，又能提高热煨弯管焊区的探伤质量。如上述的分析，通过大量试验和检验，提出了如下的热煨弯管生产方法，如图1所示，所述生产方法包括：S101：在冶炼工艺段控制热煨弯管的钢中B类非金属夹杂物评级≤1.0；S102本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热煨弯管的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括：在冶炼工艺段控制所述热煨弯管的钢中B类非金属夹杂物评级≤1.0级；在热轧工艺段控制所述热煨弯管的钢板轧后水冷终止温度为470℃～520℃；在热轧工艺段控制所述热煨弯管的钢板堆垛冷却温度为400℃～480℃，堆垛冷却时间≥24小时；在制管工艺段控制所述热煨弯管的焊接后的焊缝冷却速度≤0.6℃/s，单位为摄氏度每秒；在制管工艺段控制所述热煨弯管的扩径率为0.72％～0.78％。

【技术特征摘要】
1.一种热煨弯管的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括：在冶炼工艺段控制所述热煨弯管的钢中B类非金属夹杂物评级≤1.0级；在热轧工艺段控制所述热煨弯管的钢板轧后水冷终止温度为470℃～520℃；在热轧工艺段控制所述热煨弯管的钢板堆垛冷却温度为400℃～480℃，堆垛冷却时间≥24小时；在制管工艺段控制所述热煨弯管的焊接后的焊缝冷却速度≤0.6℃/s，单位为摄氏度每秒；在制管工艺段控制所述热煨弯管的扩径率为0.72％～0.78％。2.如权利要求1所述的热煨弯管的生产方法，其特征在于，所述在冶炼工艺段控制所述热煨弯管的钢中B类非金属夹杂物评级≤1.0，包括：在所述热煨弯管的钢包精炼炉LF阶段控制钢液的铝含量，以使所述热煨弯管的钢中B类非金属夹杂物评级≤1.0。3.如权利要求2所述的热煨弯管的生产方法，其特征在于，所述在热煨弯管的钢包精炼炉LF阶段控制钢液的铝含量，包括：控制LF到站时钢液铝含量为0.035wt％～0.055wt％；在LF精炼的第一预设时间段内进行调铝以控制所述钢液的铝含量；在LF精炼的第二预设时间段内禁止调铝；控...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁文华，李少坡，张海，周德光，白学军，李战军，樊艳秋，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11