海底管线钢管的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种海底管线钢管的制造方法，其工艺流程包括原料检验、钢管焊接、焊缝热处理，所述钢管焊接采用高频感应焊，其原料的化学成分包括有：Ｃ：０．０４－０．０８％；Ｓｉ≤０．２５％；Ｍｎ≤１．６５％；Ｐ≤０．０２０％；Ｓ≤０．００５％；Ｎｂ＋Ｖ＋Ｔｉ≤０．１５％；Ｃｅ≤０．４１％。本发明专利技术由于采用了上述技术方案，确定化学成份为低碳、低锰和微合金化并控制有害元素的最大数值和微合金元素含量比值，达到细化晶粒和提高产品性能指标，产品具有高强度，耐腐蚀和抗高压的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金行业，尤其是X70级高强度海底管线用ERW钢管的制造方法。
技术介绍
目前ERW高频直缝焊管是输送石油和天然气用管道中一种常用的高品质、中小口 径钢管，2006年国内首次采用ERW钢管用于海底管线工程， 一般规格为小219mm-小610mm， 由于ERW钢管具有强度高、输送压力高、管径精度高、生产效率高、经济实用性好等众多优 点，在输油、输气用管道领域得到优先广泛的使用。X70级高强度海底管线用钢管具有耐腐 蚀、高强度和抗高挤压力的优点，专利技术成功可广泛适用于海底和环境条件相对较差并伴有 腐蚀介质的海洋石油油气输送管线，查询了国内外网络数据库检索和查阅了相关文献，未 查证有关X70级高强度海底管线用钢管的相同专利文献和公开报导，国内目前仅限于X60 级钢级的海底管线钢管的生产，同时X70级高强度海底管线用钢管实际国内年需求量呈现 出逐年上升的趋势，目前国内X70级海底管线用钢管长期依赖国际市场进口或以无缝管替 代，但是无缝管具有价格高、精度差和壁厚不均匀的弱点，由此研制X70级高强度海底管线 用钢管具有非常重大的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，产品具有高强 度，耐腐蚀和抗高压的性能。 为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案，其 工艺流程包括热轧钢巻板检验、钢管焊接、焊缝热处理，所述热轧钢巻板的化学成分重量 百分比为C = 0. 04-0. 08 % ;Si《0. 25 % ;Mn《1. 65 % ;P《0. 020 % ;S《0. 005 % ; Nb+V+Ti《0. 15% ;Ce《0. 41%，余量为Fe和不可避免的杂质，所述钢管焊接采用高频感 应焊。 海底管线钢管的横向材料屈服强度的下限515Mpa，纵向材料屈服强度的上限为 585Mpa。 所述钢管焊接过程中焊缝开口角为3. 5度。 焊缝热处理采用4架中频热处理机进行，其中1#出口温度750°C -800°C、2#出口温度900°C -930°C、3#出口温度950°C _980°C、4#出口温度950°C _980°C 。 本专利技术由于采用了上述技术方案，确定化学成份为低碳、低锰和微合金化并控制有害元素的最大数值和微合金元素含量比值，达到细化晶粒和提高产品性能指标，产品具有高强度，耐腐蚀和抗高压的性能。附图说明 图1为本专利技术的生产工艺流程图。 图2为焊缝开口角的结构示意图。具体实施例方式图1所示为本专利技术的生产工艺流程 1、原料检验。对热轧钢巻板进行检验，控制碳、锰及其它合金元素的含量。所 述热轧钢巻板的化学成分重量百分比为C = 0. 04-0. 08% ;Si《0. 25% ;Mn《1. 65% ; P《0. 020% ;S《0. 005% ;Nb+V+Ti《0. 15% ;Ce《0. 41%，余量为Fe和不可避免的杂 质。 由于ERW钢管在成型时由于加工硬化现象导致纵向屈服强度升高，且屈强比升 高。但钢管横向拉伸试验时由于需要压平而出现包辛格效应，导致钢管横向屈服强度下降。为了避免出现纵向强度升高超出标准要求和横向下降超出要求，采用原材料横向屈服强度 比规定下限高30MPa，纵向屈服强度比规定上限小20MPa的性能设计模式。即横向材料屈服 强度的下限515Mpa，纵向材料屈服强度的上限为585Mpa。 2、开巻对焊。热轧钢巻板经纵剪机组剪切至预定的宽度，复巻后储存。纵剪钢带开巻后，经过矫平，将头尾切断，采用惰性气体保护焊进行对焊，并送入活套。 3、活套储料。采用外进内出，下进上出式螺旋活套，长达2000余米的储料量，可以保证供料，满足焊管连续生产。 4、钢板铣边。钢带进入成型前，两侧边经铣边机铣至设定的宽度和坡口，以满足高 质量成型和焊接工艺要求。 5、钢管成型。将钢带通过一系列主动和被动轧辊，以连续的方式使钢带弯曲变形 成圆形钢管。 6、钢管焊接。采用固态高频焊机对成型后的钢管高频感应焊进行焊接。X70海底 管线用钢管的焊接采用高频感应焊的方式，并对焊接工艺参数进行了优化。首先是焊缝开 口角度，如图2所示，焊缝开口角a是指挤压辊2前管坯1两边缘的夹角，通常采用3度， 开口角大小与烧化过程的稳定性有关，它对焊接质量的影响很大。减小开口角时，边缘之间 的距离也减小，从而使邻近效应加强。这样，在其他条件相同的情况下，便可增大边缘的加 热温度，从而提高了焊接速度。但开口角不能过小，如过小会使会合点到挤压辊中心线的距 离加长，从而导致边缘并非在最高温度下受到挤压，这样焊接质量降低。如果开口角过大， 则邻近效应减小，焊接速度降低，功率消耗增加。在实际生产中，确定移动导向辊3的纵向 位置来调整开口角大小，在导向辊3不能纵向调整的情况下，可用导向环厚度或压下封闭 孔或导向辊3来调整开口角的大小。通过试验最终确定3.5度的开口角a。 为保障焊缝的焊接质量将焊缝中的夹杂物尽可能全部挤出，采用大挤压量的工艺 参数。通过低倍宏观测量，金属流线角度为80度，通过放大IOO倍测量熔合线宽度，外侧为 0. 12mm，内侧为0. 08mm，中间为0. 03mm。焊缝组织为铁素体和珠光体。 7、焊缝热处理。为了消除焊缝应力，改善焊缝金相组织，降低焊缝硬度，提高焊缝 冲击韧性和耐腐蚀性，就必须对焊缝进行热处理。由于海管壁厚通常在10mm以上，因此选 择4架中频热处理机进行焊缝热处理。热处理工艺为正火工艺。为了保障焊缝内壁热处理 充分且外壁不因温度过高而晶粒粗大，选择适当的温度，1#出口温度75(TC -800°C、2#出口 温度900°C -930°C、3#出口温度950°C _980°C、4#出口温度950°C -980°C 。经金相检验分 析，外侧热处理宽度为21mrn，内侧热处理宽度为15mm。焊缝无未回火马氏体组织存在。 8、空冷水冷。经过热处理后的焊缝采用60米空冷段进行空冷，为了保障焊缝不存在未回火马氏体组织，还要进行水冷。 9、钢管定径。钢管的直径、椭圆度和直度靠定径段来实现和保障。 为降低钢管加工硬化的程度，采用4mm的定径减径量。经飞锯切断后对钢管进行取样试验，机械性能试验结果下表<table>table see original document page 5</column></row><table> 据ERW制管过程采集的质量工艺数据统计和分析，若钢管在成形过程外部受拉、内部受压并且伴有塑性变形，而在试验时反之外层受压、内层受拉产生反向塑性变形，此过程将造成材料的性能下降，同时在高强度条件下必须保证产品的等韧性，由此若不及时改善材料和产品性能将达不到设计和使用的要求，必须研究调整产品材料的理化性能技术指标，确定化学成份为低碳、低锰和微合金化并控制有害元素的最大数值和微合金元素含量比值，达到细化晶粒和提高产品性能指标；在制管的焊接过程中分析确定控制温度和工艺数据，适当提高温度和加大焊接前的开口角度是保证焊缝质量的关键，依据X70级高强度海底管线用钢管的性能测算许可温度和开口角度，使这二项指标与现行工艺参数有效结合，由此可以得到稳定的制造工艺和等韧性的效果。 本专利技术通过材料理化性能指标中低碳、低锰和微合金化和提高屈服强度下限获得了产品性能的稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
海底管线钢管的制造方法，其工艺流程包括热轧钢卷板检验、钢管焊接、焊缝热处理，其特征在于：所述热轧钢卷板的化学成分重量百分比为：Ｃ＝０．０４－０．０８％；Ｓｉ≤０．２５％；Ｍｎ≤１．６５％；Ｐ≤０．０２０％；Ｓ≤０．００５％；Ｎｂ＋Ｖ＋Ｔｉ≤０．１５％；Ｃｅ≤０．４１％，余量为Ｆｅ和不可避免的杂质，所述钢管焊接采用高频感应焊。

【技术特征摘要】
海底管线钢管的制造方法，其工艺流程包括热轧钢卷板检验、钢管焊接、焊缝热处理，其特征在于所述热轧钢卷板的化学成分重量百分比为C＝0.04-0.08％；Si≤0.25％；Mn≤1.65％；P≤0.020％；S≤0.005％；Nb+V+Ti≤0.15％；Ce≤0.41％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述钢管焊接采用高频感应焊。2. 根据权利要求1所述海底管线钢管的制造方法，其特征在于海底管线钢管的横向材料屈服强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶培荣，马福平，杨连河，李虎昌，
申请(专利权)人：中海石油金洲管道有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]