[发明专利]一种大壁厚X70M钢级HFW管线管的制造工艺

说明书

技术领域

本发明属于HFW管线管技术领域，具体涉及一种大壁厚X70M钢级HFW管线管的制造工艺，该管线管管体壁厚14.3mm～19.05mm，外径为273mm～559mm；管体屈服强度485～635MPa；抗拉强度570～760MPa，延伸率≥22％，屈强比不大于0.93。冲击韧性夏比冲击功单值不小于60J，均值不小于80J。

背景技术

管线管道输送是目前世界上积极推广的环保、节能的物流输送方式。管线管道输送就是用管道输送系统，将煤浆、矿浆、油、气等输送。管线管在所有工程输送管中承受压力较大，尤其是矿浆和煤浆，较之水、天然气和石油输送管的标准更为严格。

目前我国有上百套HFW高频直缝焊管机组，但大多数厂家只能依靠大型钢厂提供板卷原料，主要生产低钢级管线管、套管和结构管。对于壁厚大(14.3mm及以上)且钢级为X70M的HFW管线管，国内尚无生产厂家批量生产，以往的制造工艺在生产此类钢管时，由于工艺不成熟，往往出现焊缝性能不合格不稳定的情况，如焊缝拉伸强度低，焊缝冲击韧性较低等情况，不能批量生产，而在国际需求市场上，对此类高钢级大壁厚管线管有较大需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种大壁厚X70M钢级HFW管线管的制造工艺，采用低碳、微合金化成分设计，通过控轧控冷、高频直缝感应焊(HFW)制造及后续的热处理技术制造满足拉伸性能、冲击韧性性能和微观组织要求的高频焊管，可用于煤浆、矿浆、油、气等的输送。

为达到上述目的，本发明的技术方案：

一种大壁厚X70M钢级HFW管线管的制造工艺，包括如下步骤：

1)板卷对焊，采用熔化极二氧化碳气体保护焊将板卷卷头和卷尾连接，控制带钢入活套速度在20～60m/min；板卷化学成分重量百分比如下：C：0.033～0.16％；Si：0.15～0.35％；Mn：0.08～1.6％；P：0.0064～0.020％；S：0.0006～0.010％；Ti：0.01～0.02％；V：0.001～0.08％；Al：0.025～0.050％；Nb：0.018～0.05％；其余为铁和不可避免的杂质

2)铣边，板边采用I型铣边方法，精确控制带钢宽度和板边垂直度；

3)成型，板带成型采用排辊成型方法；

4)高频直缝焊接，调整焊接功率，控制焊缝的挤压量在10～20mm，开口角控制3～6°，同时调整两个挤压上辊之间的间隙；

5)热处理，焊后焊缝在930～980℃条件下进行正火热处理，正火后在空气中慢慢冷却至400℃以下，再进行喷水冷却至80℃以下。

用本发明的制造工艺生产的大壁厚X70M钢级HFW管线管的主要技术指标如下：

管体：屈服强度485～635MPa；抗拉强度570～760MPa，延伸率≥22％，屈强比不大于0.93。冲击韧性夏比冲击功单值不小于60J，均值不小于80J。

焊缝：抗拉强度不小于570MPa，冲击韧性夏比冲击功单值不小于60J，均值不小于80J。

本发明的制造工艺生产的大壁厚X70M钢级HFW管线管的外径范围为273～559mm，壁厚范围为14.3～19.05mm。

在本发明制造工艺中：

板卷对焊工序，在钢卷开卷后需将原料钢卷的头部和尾部切除，形成平齐的和钢卷横向方向呈3～6°的切口，采用二氧化碳气体保护的熔化极气体保护焊将前一卷的卷尾和后一卷的卷头焊接，保证卷尾和卷头的连接质量，控制带钢入活套速度在20～60m/min，以防止带钢表面划伤。

采用合理的成型工艺保证板边实行I型对接，为高频焊接提供良好的边部条件，提高板边的延展性，边部成型充分。

高频焊接工序，调整高频感应线圈的输出功率在800KW～1200KW；由于材料含碳量较低，材质的延展性和伸缩性较强，应控制好焊接前后的挤压量，即挤压前的荒管周长和挤压后的周长之差，挤压量在10～20mm，保证边部熔融后夹杂物有效挤出和焊缝处再结晶，避免了小挤压量焊接时夹杂物不能有效挤出而出现焊缝夹杂从而造成焊缝冲击韧性不合的情况。

开口角θ控制在3～6°，可使焊缝处达到理想焊接温度，保证焊缝性能，同时调整两个挤压上辊之间的间隙，防止焊缝两侧产生压坑。如开口角θ过小或过大，将会使焊接温度降低，焊缝处达不到理想的压力焊接温度，造成焊缝性能不合。