低碳微合金超高强度连续管的制备方法技术

本发明专利技术公开了低碳微合金超高强度连续管的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，制备卷板；步骤2，卷板纵剪和钢带接长；步骤3，成型与焊接；步骤4，离线热处理。本发明专利技术通过离线热处理实现焊缝与母材在组织、性能方面的均匀统一，避免钢带斜焊缝和连续管直焊缝对连续管性能的影响，大幅度提升连续管整体使用寿命，制备过程简单便于操作，有利于提高制备效率，解决了现有技术制备高强度、高疲劳寿命连续管过程中存在的生产难度大，效率低问题。效率低问题。效率低问题。

【技术实现步骤摘要】
低碳微合金超高强度连续管的制备方法


[0001]本专利技术属于连续管制备
，具体涉及低碳微合金超高强度连续管的制备方法。

技术介绍

[0002]连续管也称挠性油管，是一种强度高、塑性好的单根长度可达数千米的新型油气管材，与普通油管相比，具有作业成本低、简单省时、安全可靠等诸多优点，因而被广泛应用于冲砂、洗井、测井、完井及钻井等多个领域，连续管技术在油气田勘探、开发、作业、增产中发挥着越来越重要的作用。
[0003]随着我国油气勘探开发难度加大，页岩气等非常规油气资源开发的数量增多，深井、超深井作业对连续管强度、疲劳等性能的要求日益增大。连续管技术发展至今，仍是以常规的低碳合金钢管为主，常规连续管在制管过程中在线对管体进行正火处理，在线热处理对改善连续管性能所发挥的作用有限。近年来，虽然钢铁冶炼技术的发展，连续管材料性能得到了一定程度的提高，由于受制管设备成型轧辊强度等因素限制，仅仅依靠合金化、轧制、冷却等强化方式，制备高强度、高疲劳寿命连续管依然十分困难，制管过程中会出现轧辊挤压损毁，导致连续管生产无法正常进行，影响高强度连续管的生产效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供低碳微合金超高强度连续管的制备方法，解决了现有技术制备高强度、高疲劳寿命连续管过程中存在的生产难度大，效率低问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，低碳微合金超高强度连续管的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0006]步骤1，制备卷板；
[0007]步骤2，卷板纵剪和钢带接长；
[0008]步骤3，成型与焊接；
[0009]步骤4，离线热处理。
[0010]本专利技术的特点还在于，
[0011]将步骤1制备好的卷板按照连续管规格要求，通过纵剪机组剪成相应宽度的钢带，将前后两条钢带的端部斜切成45
°
并加工I型坡口，采用氩弧焊或等离子弧焊方法组对焊接；焊接后打磨去除焊缝余高，并对斜焊缝进行焊后碾压形变热处理。
[0012]步骤2热处理时，将焊缝快速加热至960℃，热碾压或热锻压，自然冷却至200℃以下，再快速加热至600℃，自然冷却至室温，当焊缝冷却后，打磨和清理焊缝表面。
[0013]步骤2中钢带经过成型机组卷曲成型，调整焊接挤压辊，保证卷曲后钢带边缘紧密贴合且无错边现象，采用高频感应焊接的方法进行直缝焊接，焊接完成后采用中频感应加热方式对焊缝进行焊缝热处理，随后进行定径处理，获得所需连续管外径尺寸，缠绕在相应规格的卷筒上。
[0014]步骤3中焊缝热处理时，焊缝加热到900
‑
960℃，在氮气保护下冷却到400℃以下进行水冷。
[0015]将步骤3缠绕好的连续管经过热处理机组重新打开，进行全管体热处理，全管体热处理过程包括三个环节，即一次热处理、吹干及二次热处理。
[0016]步骤4具体过程为：一次热处理时，采用多组中频加热炉进行全管体感应加热，将连续管管体加热到1000～1050℃，加热完成后，快速进入冷却水系统进行水冷却，水的流量、压力由连续管壁厚及制管速度决定，确保管壁快速冷却到相变点温度以下，完成组织转变；
[0017]利用压缩空气快速去除连续管表面水冷却过程中所残留的水分，进行二次热处理，二次热处理通过多组中频感应加热炉组合使用，加热到650～700℃，确保充足的加热、保温有效长度，最后一组中频感应加热炉制作移动轨道，根据冬天、夏天气温不同来回移动，确保进入加热炉前温度不低于600℃，完成回火组织转变，经过空冷冷却到450℃以下，使用喷淋水箱冷却到室温，整个全管体热处理过程完成，最后将全管体热处理后的连续管通过卷曲机卷取，得到所需长度的超高强度连续管。
[0018]步骤1中按比例选取板材原料，原料中以铁水作为主原料，加入合金元素，通过热轧使得钢卷获得铁素体和珠光体共混平衡组织，酸洗、精整、检测后，经张力卷曲机卷曲成卷板供制管使用。
[0019]步骤1中连续管的板材原料中的化学成分按质量百分数分别为：C 0.17
‑
0.30％、Si 0.12
‑
0.50％、Mn 0.60
‑
1.8％、P≤0.02％、S≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质。
[0020]步骤1中原料中还包括Cr、Ni、Cu、Ti、Nb、Mo中的任意一种或几种合金元素，合金元素总量不超过5.0％。
[0021]本专利技术的有益效果是：本专利技术低碳微合金超高强度连续管的制备方法，通过连续管制管完成后，通过开卷、矫直、牵引、热水清洗、一次热处理、水冷、吹干、二次热处理、空冷、水冷、定径、检验、收卷等工艺流程，进行离线热处理，通过对连续管的调质热处理，分步生产降低了生产故障导致失败的概率，提高了成材率，组织性能提高。本专利技术制备出的连续管具有超高强度、高疲劳寿命，适应深井、超深井对连续管承载能力性能的要求，连续管的焊缝与母材组织、性能均匀一致，本专利技术生产制备过程简单，效率高，适于工业生产中广泛推广。
附图说明
[0022]图1是本专利技术低碳微合金超高强度连续管的制备方法的流程图；
[0023]图2是本专利技术低碳微合金超高强度连续管的制备方法的离线热处理流程图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0025]本专利技术低碳微合金超高强度连续管的制备方法，如图1所示，具体按照以下步骤实施：
[0026]步骤1，制备卷板
[0027]按比例选取板材原料，原料中以铁水作为主原料，加入合金元素，通过热轧使得钢
卷获得铁素体和珠光体共混平衡组织，酸洗、精整、检测后，经张力卷曲机卷曲成卷板供制管使用；
[0028]连续管的板材原料中的化学成分按质量百分数分别为：C 0.17
‑
0.30％、Si 0.12
‑
0.50％、Mn 0.60
‑
1.8％、P≤0.02％、S≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质。为提高热处理工艺性，原料中还包括Cr、Ni、Cu、Ti、Nb、Mo中的任意一种或几种合金元素，合金元素总量不超过5.0％。
[0029]步骤2，卷板纵剪和钢带接长
[0030]将步骤1制备好的卷板按照连续管规格要求，通过纵剪机组剪成相应宽度的钢带，将前后两条钢带的端部斜切成45
°
并加工I型坡口，采用氩弧焊或等离子弧焊方法组对焊接；焊接后打磨去除焊缝余高，并对斜焊缝进行焊后碾压形变热处理，以优化性能；热处理时，将焊缝快速加热至960℃，热碾压或热锻压，自然冷却至200℃以下，再快速加热至600℃，自然冷却至室温，当焊缝冷却后，打磨和清理焊缝表面。
[0031]步骤3，成型与焊接
[0032]钢带经过成型机组卷曲成型，调整焊接挤压辊，保证卷曲后钢带边缘紧密贴合且无错边现象，采用高频感应焊接的方法(HFW)进行直缝焊接，焊接完成后采用中频感应加热方式对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低碳微合金超高强度连续管的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，制备卷板；步骤2，卷板纵剪和钢带接长；步骤3，成型与焊接；步骤4，离线热处理。2.根据权利要求1所述的低碳微合金超高强度连续管的制备方法，其特征在于，将所述步骤1制备好的卷板按照连续管规格要求，通过纵剪机组剪成相应宽度的钢带，将前后两条钢带的端部斜切成45
°
并加工I型坡口，采用氩弧焊或等离子弧焊方法组对焊接；焊接后打磨去除焊缝余高，并对斜焊缝进行焊后碾压形变热处理。3.根据权利要求1所述的低碳微合金超高强度连续管的制备方法，其特征在于，所述步骤2热处理时，将焊缝快速加热至960℃，热碾压或热锻压，自然冷却至200℃以下，再快速加热至600℃，自然冷却至室温，当焊缝冷却后，打磨和清理焊缝表面。4.根据权利要求1所述的低碳微合金超高强度连续管的制备方法，其特征在于，所述步骤2中钢带经过成型机组卷曲成型，调整焊接挤压辊，保证卷曲后钢带边缘紧密贴合且无错边现象，采用高频感应焊接的方法进行直缝焊接，焊接完成后采用中频感应加热方式对焊缝进行焊缝热处理，随后进行定径处理，获得所需连续管外径尺寸，缠绕在相应规格的卷筒上。5.根据权利要求4所述的低碳微合金超高强度连续管的制备方法，其特征在于，所述步骤3中焊缝热处理时，焊缝加热到900
‑
960℃，在氮气保护下冷却到400℃以下进行水冷。6.根据权利要求4所述的低碳微合金超高强度连续管的制备方法，其特征在于，将所述步骤3缠绕好的连续管经过热处理机组重新打开，进行全管体热处理，全管体热处理过程包括三个环节，即一次热处理、吹干及二次热处理。7.根据权利要求6所述的低碳微合金超高强度连续管的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵坤，赵海涛，李红智，刘海璋，王华，刘换军，温晓锋，罗源，赵建龙，谢航超，房世超，白耀岗，张译文，王晓波，
申请(专利权)人：宝鸡石油钢管有限责任公司，
类型：发明
国别省市：