[发明专利]40mm～60mm厚壁大口径高钢级管线管及其制造方法

说明书

本发明提供一种40mm～60mm厚壁大口径高钢级管线管的制造方法，通过电炉、精炼炉、真空炉VD、Ti处理，四流连铸成Φ450mm、Φ500mm断面钢坯；再经冷定心、环形加热炉加热、热穿孔、连轧机组连轧、定径、冷矫直制成钢管；最后在步进式高、低温炉内分别进行浸入旋转式内喷外淋水淬火和回火、热矫直、空冷完成无缝管线管的制造。本发明有益效果是：利用高精度轧制提供高尺寸精度的管材，浸入旋转式内喷外淋热处理技术得到性能均匀稳定的40mm到60mm厚壁、406.4mm到508mm大口径、高强度、低屈强比、高延展性、高伸长率的优异低温冲击性能管线管，满足集输、长输、特殊用途管道的输送要求。

技术领域

本发明涉及油气输送、无缝管制造领域，特别涉及是一种40mm及以上厚壁大口径高钢级管线管及其制造方法。

背景技术

随着石油天然气的需求与日俱增，极冷、深海等恶劣环境的油气田开发，高压、大口径、厚壁发展已经成为油气开发设计的趋势。为了满足开采的要求，从安全可靠运行角度，大壁厚大口径高强度是设计首选。无缝管在厚壁、耐腐性性能等方面优于焊接钢管。提高强度或者提高壁厚都存在成分设计、性能设计以及焊接等问题，对管材性能要求十分苛刻。通常厚壁管为25.4～36mm，而随着更高抗挤毁强度的设计需求，40mm及以上厚壁大口径管线管得需求与日俱增。同时对轧制工艺、热处理工艺也提出新的要求，按406PQF、508PQF轧机的设计能力，针对与406.4mm外径最大壁厚可以生产60mm，457.2mm外径可以生产50mm，508mm外径可以生产50mm等。460PQF和508PQF不同机组生产最大外径不同，即使生产相同规格采用的铸坯规格、孔型设计等是不同的，460PQF机组生产出的规格相比508PQF机组轧制比低，会存在夹层、性能低等问题，对于大口径大厚壁的管线管优先选择可以实现轧制比大于3的机组，优先选择508PQF机组。

中国专利公开号CN101287853A公开了“管线用无缝钢管及其制造方法”，主要针对于厚壁管，通过大量添加Mo元素0.4～1.2％来实现高强度、韧性和耐腐蚀性能，针对管线管考虑材料的焊接性能，行业标准最大值也不能超过0.5％，所以不属于同一管线管领域；中国专利公开号CN101417296A公开了“直径为Φ219.0～460mm的大口径高钢级耐腐蚀无缝管的制造方法”，仅设计219.1-460mm范围内，460PQF轧制机组范围；中国专利公开号CN2008101512321公开了“高强高韧X70厚壁无缝管线钢及制造方法”，是主要针对于壁厚≤36mm及以下460PQF轧机范围的无缝管线管，壁厚范围有限和有着不同的轧制机组。

发明内容

为解决上述问题，本发明的第一个目的是提供一种40mm及以上厚壁大口径高钢级管线管；第二个目的是提供一种制造40mm及以上厚壁大口径高钢级管线管的方法。有利于解决壁厚大于40mm及以上管线管的冶炼、轧制和热处理等生产难题，提供安全可靠的厚壁管道，解决油气输送过程中的安全设计问题。

为实现上述第一个目的，本发明采用的技术方案是：一种40mm～60mm厚壁大口径高钢级管线管，成分重量％为：C 0.06～0.16％，Si 0.10～0.45％，Mn 1.25～1.80％，Al0.020～0.060％，Nb 0.020～0.050％，V0.03～0.09％，Ni 0.20～0.50％，Mo 0.20～0.50％，Cr0.20～0.50％，Ca≤0.006％，N 0.003～0.010％，0.20％≤CEpcm≤0.28％，0.005％≤Ti≤0.020％，0.36％≤CE_ΠW≤0.44％，Al/N≥2，V+Nb+Ti≤0.15％，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述厚壁大口径≥406.4mm。

本发明采用的另一个技术方案是：一种40mm～60mm厚壁大口径高钢级管线管制造方法，包括步骤如下：