油气管道工程用X80、直径为1422mm大直径无缝钢管的生产方法技术

油气管道工程用X80、直径为1422mm大直径无缝钢管的生产方法，涉及冶金工业的无缝钢管制造技术领域，连铸X80钢得到实心圆管坯，加热后再进行穿孔，取得毛管，再将毛管经斜轧扩径，取得荒管，再经均整连轧、定径、在线控冷、矫直，无损探伤、定长锯切；实心圆管坯的直径为1000mm~1200mm；实心圆管坯在加热与穿孔之间进行在线热定心；穿孔后取得的毛管的外径为1195mm；斜轧扩径后取得的荒管外径为1526mm；经均整连轧成形后取得的钢管的外径为1484mm；定径后钢管的外径为1430mm；定径后的钢管进行在线控冷，冷却后得到外径为1422mm，壁厚为40.5mm的无缝钢管。本发明专利技术满足油气管道长距离、高压力、大输送量、耐低温和安全性的需求。耐低温和安全性的需求。

【技术实现步骤摘要】
油气管道工程用X80、直径为1422mm大直径无缝钢管的生产方法


[0001]本专利技术涉及冶金工业的无缝钢管制造
，特别涉及X80 钢级外径为1219mm~ 1422mm，壁厚25~50mm的无缝钢管的生产工艺。

技术介绍

[0002]X80是高强度管线钢的美国石油协会API分类型号，其最小屈服强度值为555MPa。
[0003]随着我国天然气增长需求，管道建设领域内提高管道输送效率，降低能耗，减少投资和运营费用，长距离输送管线向高压、大口径、厚壁发展已成趋势。
[0004]例如现有在某些天然气输送管线上使用了规格为X80、Φ1422mm的大直径直缝焊管，其制造工艺为用宽幅钢板焊接成型，但现有的5米宽轧机已不能满足轧制要求，同时由于管对接的环焊缝及热影响区对控轧钢板的控轧的非平衡组织热影响，导致性能急剧恶化，强度和冲击韧性急剧下降，给管网完全带来极大隐患；另外为了满足地质条件差及人口密集的四类地区的要求，基于应变设计的钢管壁厚要增加到35mm以上，对于钢板的轧制及钢管的焊接成型具有一定的难度，到目前还没有解决，并且随着管道输送压力的提高，对钢管的耐压性能也进一步提高。
[0005]无缝钢管来替代直缝埋弧有缝钢管是因为无缝钢线由于没有纵向直焊缝，只有对接环焊缝，而环焊缝对无缝钢管的热处理组织影响较小，因此其焊缝及管体的强度和冲击韧性基本上不会变化，同时耐爆破止裂性能好，安全性高。西气东输等输气主干线为提高输送量和安全性，提高用钢等级和设计安全系数，而且1000mm以上直径的无缝管线批量化稳定生产还是没有解决的难题，对于全球管线行业来说也是难题，同时还存在制造成本的因素。
[0006]另外，已有的生产大直径无缝钢管工艺有中频扩管法、挤压法、锻造法、斜轧法。
[0007]中频扩管的过程是：将锥形顶头固定在顶杆上，将毛管套在顶杆外面，通过中频感应线圈对毛管的一端进行加热，当毛管的温度达到工艺要求时，启动工作油缸推动毛管通过顶头实现减壁、扩径，这种方法生产的钢管容易表面裂纹、管体开裂、壁厚不均，其内表面存在麻坑、管体发生弯曲变形，另外由于多次局部加热还会引起组织晶粒粗大而导致管体强度下降等质量缺陷。同时，其生产效率低，自动化程度低，不利于大规模高效生产。
[0008]挤压法的过程是：模铸钢锭经清理、加热后，采用顶杆和冲模先在钢锭的中心冲孔，然后在中间插入芯棒在挤压机的模具上进行挤压变形，变形完成后切除盲端，其特点是冲孔时由于顶杆细长，容易偏心，导致壁厚严重不均；金属在模具的表面滑动，润滑条件差，钢管表面容易划伤，表面质量较差，自动化程度低，成材率低，生产效率低，成本很高，不利于大规模高效生产。并且，该方法只能生产出中厚壁无缝钢管。
[0009]锻造法的过程是：模铸钢锭经清理、加热后用顶杆和冲模先在钢锭的中心冲孔，切掉低端的盲端后中间插入芯棒在锻造机上进行逐步的扩孔锻造，将锻造后的荒管经过内镗外扒的机械加工方法成型，此方法由于锻造的时间长，要经过多次反复加热和锻造，锻造后
的毛管尺寸精度较差不能满足成品钢管的要求，必须用机械加工的方式对内外表面进行加工才能达到成品钢管的要求，其缺陷还有自动化程度低，成材率极低，生产效率极低，成本极高，不利于大规模高效生产。并且，该方法也只能生产出中厚壁无缝钢管。
[0010]斜轧法的过程是：连铸管坯清理、加热后，采用斜轧穿孔机进行穿孔、斜轧变形和均整扩径，其特点是适合小批量生产，但由于是斜轧扩径，针对大直径的高径壁比管线钢，螺旋道较重，表面质量较差，需要内外表面精整磨削加工，成材率和生产效率较低，成本较高，不利于大规模高效生产。
[0011]可见，以上已有的生产大直径无缝钢管工艺都分别存在各自的缺陷。综合来讲，都不能满足迫切需要的高效、低耗、高质生产要求。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种油气管道工程用X80、直径为1422mm大直径无缝钢管的生产方法，以满足油气管道长距离、高压力、大输送量、耐低温和安全性的需求。
[0013]本专利技术的目的是这样实现的：油气管道工程用X80、直径为1422mm大直径无缝钢管的生产方法，连铸X80钢得到实心圆管坯，将实心圆管坯加热后，再进行穿孔，取得毛管，再将毛管经斜轧扩径，取得荒管，再经均整连轧、定径、在线控冷、矫直，无损探伤、定长锯切；所述实心圆管坯的直径为1000mm~1200mm；所述实心圆管坯在加热与穿孔之间进行在线热定心；穿孔后取得的毛管的外径为1195mm，壁厚为90mm，延伸系数为3；斜轧扩径后取得的荒管外径为1526mm，壁厚为50mm，延伸系数为1.54；经均整连轧成形后取得的钢管的外径为1484mm，壁厚为40mm，延伸系数为1.27；所述的均整连轧工艺为在斜轧扩径与定径之间将荒管通过均整连轧机进行连轧，均整连轧机设备包括3~6组机架轧辊，每组机架由3~6副主动传动轧辊组成；定径后钢管的外径为1430mm，壁厚为40.5mm，总延伸系数5.5；定径后的钢管进行在线控冷，冷却后得到外径为1422mm，壁厚为40.5mm的无缝钢管。
[0014]本专利技术的有效效果是：1、本专利技术的实心圆管坯的直径为1000mm~1200mm。如果管坯的直径过小，则生产出来的毛管的外径就会过小，要达到成品钢管外径1422mm的要求，一方面会增加工序增多，设备投资过大，工艺时间长，产能效率低；另一方面，工艺时间长，钢管降温快，后续的扩径、定径温降过快，需再加热，一火成材工艺很难实现，故本专利技术优选1000mm~1200mm直径的管坯作为原料。
[0015]2、本专利技术的在线热定心为坯料加热出炉后达到塑性状态，采用定心模具在管坯截面挤压出定心孔。主要优势在于：一、省去采用镗床车刀冷加工工序，提高物料流转效率；二、避免了车刀定心孔的加热预氧化副作用和刀孔尖锐表面，降低钢管穿孔内折缺陷发生。
[0016]3、本专利技术的轧制为斜轧与均整连轧结合的大口径轧制工艺，斜轧可以斜向扩径轧制，管坯金属在纵向和横向都产生变形，对钢管保持均匀的组织性能有利；而对于径壁比大于30的薄壁管，斜轧易产生螺旋道，影响尺寸精度，后续工序必须经过精整磨削工艺以及加热退火来消除螺旋道，严重影响生产效率和提高成本。而小变形量的限动芯棒连轧工艺，大大提高了生产效率，降低了生产成本，提高了纵向尺寸和性能质量。有利于消除斜轧螺纹道，均匀纵向变形，提高尺寸精度和减少后道精整磨削工序。
[0017]4、本专利技术把实心圆管坯经过加热提高管坯的温度，以利于后续加工，经穿孔制成毛管，再对毛管进行斜轧扩径轧制，制成荒管；对荒管实现连轧强化轧制，以提高钢管的尺寸精度、表面质量同时细化晶粒，从而提高钢管的机械强度；对钢管进行控冷处理，以提升钢管的综合机械性能。
[0018]5、本专利技术通过以上工艺步骤制造出了直径为1422mm的无缝钢管，其产品质量好，工序少，生产成本相对较低，产能大。能满足天然气管网建设对主管道质量要求高、成本敏感、对产量要求高的特点。生产组织灵活，生产效率高，可以实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.油气管道工程用X80、直径为1422mm大直径无缝钢管的生产方法，连铸X80钢得到实心圆管坯，将实心圆管坯加热后，再进行穿孔，取得毛管，再将毛管经斜轧扩径，取得荒管，再经均整连轧、定径、在线控冷、矫直，无损探伤、定长锯切；其特征是：所述实心圆管坯的直径为1000mm~1200mm；所述实心圆管坯在加热与穿孔之间进行在线热定心；穿孔后取得的毛管的外径为1195mm，壁厚为90mm，延伸系数为3；斜轧扩径后取得的荒管外径为1526mm，壁厚为50mm，延伸系数为1.54；经均整连轧成形后取得的钢管的外径为1484mm，壁厚为40mm，延伸系数为1.27；所述的均整连轧工艺为在斜轧扩径与定径之间将荒管通过均整连轧机进行连轧，均整连轧机设备包括3~6组机架轧辊，每组机架由3~6副主动传动轧辊组成；定径后钢管的外径为1430mm，壁厚为40.5mm，总延伸系数5.5；定径后的钢管进行在线控冷，冷却后得到外径为1422mm，壁厚为40.5mm的无缝钢管。2.根据权利要求1所述油气管道工程用X80、直径为1422mm大直径无缝钢管的生产方法，其特征是：所述均整连轧机的第一组机架轧辊延伸系数为1.05，长半径为754.90mm，短半径为725.87mm，椭圆度为1.04；第二组机架轧辊延伸系数为1.1，长半径为750.84mm，短半径为722.15mm，椭圆度为1.04；第三组机架轧辊延伸系数为1.1，长半径为749.34mm，短半径为718.05mm，椭圆度为1 .03；第四组机架轧辊延伸系数为1.03，长半径为745.67mm，短半径为735.65mm，椭圆度为1.02。3.根据权利要求1所述油气管道工程用X80、直径为1422mm大直径无缝钢管的生产方法，其特征是：在连铸X80钢时经过中间包电磁搅拌、二级电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张怀德，张铮，李进，
申请(专利权)人：扬州诚德钢管有限公司，
类型：发明
国别省市：