一种高强度钢半弦管的成型方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度钢半弦管的成型方法，包括：切割步骤，用于将高强度钢板切割成适宽方形钢板坯；加热压制步骤，用于将所述方形钢板坯加热至AC3以上30-50℃后进行保温，再将所述方形钢板坯通过相应模具压制成半弦管；淬火步骤，用于将所述半弦管平行横向放置到加热炉内并加热至AC3以上30-50℃后进行保温，再将所述半弦管平放以大于临界冷却速度淬火冷却；高温回火步骤，用于将经过淬火后的半弦管加热至550-650℃以上并保温，再进行冷却至室温步骤。通过本发明专利技术方法制得的半弦管较长，且各部分性能均匀，还可同时制作多根半弦管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半弦管成型方法，具体的说，是涉及高强度钢半弦管成型方法，适 用于海洋工程自升式钻井平台桩腿建造领域。
技术介绍
目前，国内大多采用半管成型轧制机来解决钢带一次成型问题，如，公开日为2009 年3月8日公布的、专利技术名称为“一种半管成型轧制机”的中国专利技术专利申请公开的轧制机， 其主要用来轧制刚度小、挠性好的半管，但却不适于用来成型高强度钢的半弦管。现有的用于海洋工程自升式钻井平台桩腿建造的半弦管，是使用钢材为机械性能 优异的特种高屈服强度合金钢板制作而成的。其成型方法有以下两种1.冷成型。其优点是对模具性能要求较低，不需考虑耐热性，也不需进行热处理， 对工艺要求较低，操作简单，生产效率高，比较安全。其缺点一是成型所需压力大，必须使用 大功率的压力机；缺点二是压制的半弦管较短，增加了后续的焊接工作量，同时也带来了更 多不稳定和不确定因素；缺点三是冷压的应力得不到释放，在焊接时极易产生裂纹。因此， 也会相应地增加桩腿的建造成本和时间。2.热压成型。其解决了冷成型的部分缺点，但是压制的长度仍然较短，另外采用竖 直入水的方式淬火，每次只能调质一根半弦管，且由于入水时间不一致导致半弦管各部分 性能并不均勻。除以上两种成型工艺方法，还有部分厂家将无缝钢管切割为两半圆，用以制作半 弦管，该种方法虽然减少了中间步骤，但同时带来了制作成本的激增。
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高强度钢半弦管的热压和热处理的成型 工艺，以解决冷压工艺需要大型压力机，而压制的半弦管却较短，以及应力无法释放，焊接 时容易产生裂纹等缺陷，从而有效减少返修的时间和费用。本专利技术的又一目的是解决热压成型半弦管各部分性能不均勻的问题。为了实现上述目的，本专利技术的高强度钢半弦管的成型方法，包括切割步骤，用于将高强度钢板切割成适宽方形钢板坯；加热压制步骤，用于将所述方形钢板坯加热至Ara以上30-50°C后进行保温，再将 所述方形钢板坯通过相应模具压制成半弦管；淬火步骤，用于将所述半弦管平行横向放置到加热炉内并加热至Ara以上30-50°C 后进行保温，再将所述半弦管平放快速淬火冷却；高温回火步骤，用于将经过淬火后的半弦管加热至550-650°C以上并保温，再进行 冷却至室温步骤。上述的高强度钢半弦管的成型方法，其中，在所述高温回火步骤之后，还包括进行 机械性能测定步骤，若性能测定不合格，则重复淬火步骤和高温回火步骤。上述的高强度钢半弦管的成型方法，其中，在所述机械性能测定步骤之后，还包括 进行整形和/或坡口加工的步骤。上述的高强度钢半弦管的成型方法，其中，还包括在淬火步骤中待半弦管淬火冷 却至室温后，进行自然风干的步骤。上述的高强度钢半弦管的成型方法，其中，在所述加热压制步骤中，所述保温时间 为 40 80min。上述的高强度钢半弦管的成型方法，其中，在所述加热压制步骤中，所述方形钢板 坯压制成半弦管后，还需保压20 60s。上述的高强度钢半弦管的成型方法，其中，在淬火步骤中，将多根所述半弦管同时 平行横向放置加热炉内，且同时取出以大于临界冷却速度平放入循环水槽内进行淬火。上述的高强度钢半弦管的成型方法，其中，用于压制的加热温度为900°C以上。上述的高强度钢半弦管的成型方法，其中，用于淬火的加热温度为900°C以上。上述的高强度钢半弦管的成型方法，其中，用于高温回火的加热温度为600°C以 上。上述的高强度钢半弦管的成型方法，其中，在所述切割步骤之前，还包括进行钢板 来料检验和钢印转移记录的步骤。上述的高强度钢半弦管的成型方法，其中，在所述加热压制步骤、淬火步骤和/或 高温回火步骤中，还包括记录板号、加热时间和温度的步骤。本专利技术的有益效果在于一方面将之前制作半弦管时常用的冷压工艺改为热压工 艺，并进行热处理和整形，使成型后的半弦管机械性能和尺寸精度达到使用要求，解决了冷 压工艺需要大型压力机，而压制的半弦管却较短，以及应力无法释放，焊接时容易产生裂纹 等缺陷，从而可以有效减少返修的时间和费用。另一方面，采用热压方式使压制的半弦管长 度从约3-4米提高到约7米，同时淬火时将半弦管采用平行横向放置方式以大于临界冷却 速度淬火冷却，使得半弦管各部分性能均勻可靠，并且同时可以制作多根半弦管。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为高强度钢半弦管结构的示意图；图2为本专利技术高强度钢半弦管的制作流程图；图3为本专利技术高强度钢半弦管的制造设备结构框图；图4为本专利技术一实施例的高强度钢半弦管的详细制作流程图。其中，附图标记1000-半弦管1-切割机2-加热炉3_压力机4-热处理装置41-第二加热炉42-循环水槽10-切割存放区20-加热炉区30-压力机区40-冷却区具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案进行详细的描述，以更进一步了解 本专利技术的目的、方案及功效，但并非作为本专利技术所附权利要求保护范围的限制。如图1所示，本专利技术涉及的半弦管1000为高强度钢半弦管，主要用于海洋工程自 升式钻井平台桩腿建造，需要说明的是，本专利技术所说的高强度钢指的是屈服强度在690Mpa 以上的调质合金钢。但对于屈服强度低于690Mpa的调质合金钢，采用本专利技术方法进行半弦 管加工，若仅仅是加热温度及保温、保压时间改变，也应当属于本专利技术的保护范围。如图2所示，本专利技术的高强度钢半弦管的成型方法，主要包括—、切割步骤SlOO(即，将高强度钢板切割成方形钢板坯步骤)当然，在该步骤 SlOO之前还包括进行钢板来料检验和钢印转移记录的步骤，也就是说，在切割钢板之前需 依照船级社规范对钢板进行来料检验和钢印转移，并做好相应记录，其中，来料检验可以采 用电子扫描方式。另外，步骤SlOO中常采用火焰切割方式将高强度钢板切割成方形钢板 坯，该方形钢板坯的宽度需综合考虑设计要求、压力机和模具的各项参数后决定，以使钢板 既可顺利进出模具，又不致因在模具内移动而造成压制时的扭曲变形。二、加热压制步骤S200(即，将上述钢板坯加热至Ac3以上30-50°C后，进行将钢板 坯压制成半弦管的步骤)该步骤S200具体为将切好的钢板坯放入加热炉中，设定温度 加热至Ac3以上30-50°C以上，并保温一段时间(其中温度和保温时间的选择与加热炉、外 界环境状况、板材材质及厚度等因素有关，该步骤需结合计算机记录板号、时间、温度等相 关数据，以便追踪和对机械性能实验数据进行分析。后叙的所有加温过程均需如此)；然后 将红热状态的钢板坯依次通过送料小车移入压力机，使用压力机和特制的耐高温半弦管模 具，将钢板坯压制成半弦管并保压一定时间后取出。此过程必须在较短时间内完成，否则温 度较低的钢板在压制后极易卡死在胎模上而无法取下。三、淬火步骤S300(即，将上述至少两根半弦管采用平行横向放置的方式进行淬 火步骤)热压后的半弦管需进行淬火、高温回火处理，方可得到机械性能达到标准和使用 要求的半弦管，这是半弦管淬火、高温回火处理的目的。根据半弦管的厚度，用加热炉配套 的叉车将至少两根半弦管平行横向放入加热炉中。设定温度加热至Ac3以上30-50°C以上， 并保温一段时间。然后，用叉车将此至少两根半弦管同时从加热炉中取出，之后以大于临界 冷却速度移入循环水箱中本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高强度钢半弦管的成型方法，其特征在于，包括：切割步骤，用于将高强度钢板切割成适宽方形钢板坯；加热压制步骤，用于将所述方形钢板坯加热至ＡＣ３以上３０－５０℃后进行保温，再将所述方形钢板坯通过相应模具压制成半弦管；淬火步骤，用于将所述半弦管平行横向放置到加热炉内并加热至ＡＣ３以上３０－５０℃后进行保温，再将所述半弦管平放以大于临界冷却速度淬火冷却；高温回火步骤，用于将经过淬火后的半弦管加热至５５０－６５０℃以上并保温，再进行冷却至室温步骤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝学军，王德江，刘金程，季春晓，朱立军，荆仁三，孙禄吉，
申请(专利权)人：烟台来福士海洋工程有限公司，
类型：发明
国别省市：37