【技术实现步骤摘要】
双金属复合无缝管材及轧制工艺流程
[0001]本专利技术属于双金属复合材料成型
，具体涉及一种双金属复合无缝管材及轧制工艺流程。
技术介绍
[0002]随着国内海上钻井平台技术的成熟，作业深度和采集范围的延伸，关键核心技术急需攻克，主动掌握勘探开发的主动权，为我国深水油气开发和海洋工程装备技术的作出贡献。海洋采油对出油管道的材料性能具有严格的要求，其中必需的复合管材，就要求外部强度足够高而韧，内壁管材要有足够好的耐腐蚀性，甚至于需要三层复合管的发展，而现有的单金属管材及合金管材，目前仅需3个月就要更换一次出油管道。
[0003]复合管材轧制成形涉及到两种金属在相同温度和轧制速度下发生的变形，由于复合层金属的特征是同一轧制温度下，变形速度不同。鉴于这一特征的情况，对于双金属复合管材变形机理的研究中，如何保障两种金属既能满足变形条件，又能符合各自的金属特性，并且还能不降低复合强度和机械性能，则成为了研究人员的研究重点。但截止目前，研发人员尚未发现针对双金属复合无缝管材成熟的轧制工艺流程，可以在有效实施的基础下保证双...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.双金属复合无缝管材轧制工艺流程，是基于外层20碳钢和内层316L不锈钢的双金属复合无缝管材的轧制工艺流程，其特征在于，包括以下步骤：S1.基于内外层金属材料，建立内外层金属的复合界面接触模型，并与斜轧穿孔工艺相结合，构建双金属复合材料斜轧穿孔有限元模型；S2.根据油井管的使用标准，确定出双金属复合无缝管材使用过程中所承受的最大工作压力，利用公式（1）并结合成品油井管的尺寸，获取内外层金属材料的壁厚比为1∶3.66；公式（1）式中：
‑
静水压试验压力，此处取1.5倍的工作压力；
‑
系数；
‑
管体规定屈服强度；
‑
成品油井管的外径；
‑
成品油井管的总壁厚；S3.基于获取的内外层金属材料的壁厚比，利用构建双金属复合材料斜轧穿孔有限元模型，确定出外层20碳钢空心管材的坯料尺寸和内层316L不锈钢棒材的坯料尺寸；S4.将内层棒材放入外层空心管材中，采用电磁感应加热装置，自下而上的均匀移动，逐渐熔化每一段金属，将内层不锈钢固液复合到碳钢内层，制成复合管坯；其中，加热温度需保证内层金属达到熔点，加热时长2
‑
3h/m；S5.采用机加工的方式，在复合管坯的中心加工出一定尺寸的通孔，该通孔的尺寸由斜轧穿孔的顶头大小来确定；S6.根据复合管坯双金属材料的热模拟压缩实验，绘制热加工图，选取出适合两种金属材料的同一加工温度，然后利用环形加热炉将此复合管坯加热至该选定温度后出炉，其中，选定的加工温度为1160℃
±
20℃；S7.将出炉的复合管坯经由穿孔机轧制成厚壁空心毛管后，经连轧过程轧制为荒管，再经张力减径过程轧制为符合要求的复合半成品管；S8.将获得的复合半成品管进行固溶处理后快速冷却，此时碳化物和合金元素会均匀地溶解在奥氏体中，奥氏体晶粒会快速长大，析出物重新回溶，内外层金属的硬度和延伸率重新匹配，材料的机械性能和复合强度均达到最佳，且固溶处理后，奥氏体组织为等轴晶，并存在退火孪晶，其中，固溶温度为1100℃
±
10℃；S9.将固溶处理后的复合无缝管材经冷床冷却后定尺锯切，然后将定尺锯切的复合无缝管材送往精整线矫直，探伤加工后最终制成成品管。2.根据权利要求1所述的双金属复合无缝管材轧制工艺流程，其特征在于，所述步骤S3的具体过程包括：首先，利用构建双金属复合材料斜轧穿孔有限元模型中的顶头规格，根据公式（2），确定出机加工的通孔直径d，进而获取出复合管坯的管坯外径；公式（2）式中，n为系数0.25，为斜轧穿孔的顶头直径；然后，基于获取的内外层金属材料的壁厚比，并根据体积不变的原理，利用公式（3）确定出外层20碳钢空心管材的外径与外层壁厚以及内层316L不锈钢棒材的内层直径；
公式（3）式中，r为内层金属的半径。3.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡建华，杨晟，陈建勋，张鹏岳，蓝华青，王小花，郝亚东，马佳旺，丁小凤，桂海莲，何宗霖，苟毓俊，双远华，
申请(专利权)人：山西钢合力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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