CN102189158A - 中频感应加热煨制x100钢级大口径弯管工艺 - Google Patents

中频感应加热煨制x100钢级大口径弯管工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中频感应加热煨制X100钢级大口径弯管工艺，其采取以下步骤：(1)选取符合标准的原材料；(2)热模拟实验；(3)煨制；(4)弯管端部校圆；(5)机加工坡口；(6)热处理：通过合理的回火处理，利用天然气热处理炉对弯管进行消除应力处理；(7)表面处理；(8)成品检测。其中的工艺参数为：推制温度960-990℃、推进速度25mm/min、冷却速度600℃/min、冷却水温≤40℃、回火温度500-530℃。本发明通过采用直管段与弯曲段整体加热再进行整体回火处理，保证了弯管整体性能指标的均匀性和一致性。弯管无明显组织过渡区，消除了因组织不同而造成的应力缺陷。通过控制加热带宽度，控制了弯管弯曲部分的椭圆度，使产品具有良好的外观尺寸。

Description

中频感应加热煨制X100钢级大口径弯管工艺
技术领域
本发明属于一种弯管的加工方法，具体地是一种X100级大口径弯管的煨制工艺方法。
技术背景
随着天然气这种清洁能源需求在全球范围内持续增长，天然气管道已形成全球互联化，输气工程建设也进入了高峰期。为了提高输送效率降低铺设管线的费用，高钢级X系列管线钢成为主要用钢，逐步提高钢材级别成为主导思路。近十年来管线钢系列钢管和管配件的级别已逐步提高到X80钢级并被广泛应用。依据成功的应用实例和制作经验基础，国内外对X100钢级干线用管已初步试制成功，但应与之相配套使用必不可少的主要管配件X100弯管尚未有成功个例，对X100钢级弯管的研制开发是管道建设的历史使命。但是，X100钢级弯管在制造工艺上与其它较低钢级弯管有所不同，它有以下技术难点需要克服：一是低碳微合金化的化学成分，通过煨制成型时的淬火工艺得到X100钢级强韧性的组织结构较复杂，成型的温度与冷却速度工艺参数很难掌握。二是大口径弯管自身较长，并存在加热过渡区、焊缝等几个薄弱部位，任何一点的性能缺陷都会影响弯管的整体质量。三是提高钢级是为了减小管道壁厚，为工程建设节约成本，致使大口径弯管的T/D比偏小，中频煨制弯管基本属于无胎膜成型。较小的T/D比会在煨制成型时增大弯曲段的椭圆度，降低弯管的外观尺寸质量。
发明内容
本发明之目的，在于克服现有技术上的不足，提供一种X100钢级大口径弯管的制造工艺方法，使其能够达到规定标准要求。
为了达到上述目的，本发明采取以下工艺方法：
1.选取符合标准的原材料，保证材料的原始性能符合标准要求；
2.热模拟实验：用原始管料在中频弯管机上按预定工艺参数进行直推加热，将加热后的直管进行回火消除应力处理，用此段进行各项性能检测，由此制定本批母管的最理想工艺参数(温度、冷却速度)；
3.煨制：根据精确的工艺参数在弯管机上进行正式生产，采用以下工艺：一是首先将母管装在弯管机上夹紧后，让其静止不动，在加热温度下让感应线圈向后匀速移动至与弯臂轴中心一致，此段距离≥600mm，其完成了对弯管的前直段的加热；二是直段加热到位后，马上关闭感应线圈运行开关，同时打开弯管机推制墙板推制系统，对弯曲段进行加热煨制，以上两个动作同时联动，保证过渡区温度与速度无波动；三是保持与直管段相同的工艺参数完成预定弯曲段的加热后，重复前直段的动作，同时打开联动开关使弯管静止感应线圈向后移动完成后直段的加热；四是在整个加热过程中通过对推进速度与冷却水流方向的控制，保证弯管的加热带宽度≤1.5T，以此保证弯曲段的椭圆度不超标；
4.弯管端部校圆；
5.机加工坡口；
6.热处理：通过合理的回火处理，利用天然气热处理炉对弯管进行消除应力处理；
7.表面处理；
8.成品检测。
本发明采取上述工艺方法具有以下有益效果：一是通过小段管段在弯管机上直推工艺试验，既摸清了产品的最佳主要工艺参数(推制温度、速度、冷却速度等)，又避免了因工艺失准而造成的材料浪费。二是通过采用直管段与弯曲段整体加热再进行整体回火处理，保证了弯管整体性能指标的均匀性和一致性。弯管无明显组织过渡区，消除了因组织不同而造成的应力缺陷。三是通过采用控制加热带宽度的手段，有力的控制了弯管弯曲部分的椭圆度，使产品具有良好的外观尺寸。
具体实施方式
下面结合实施例详细介绍本发明。
实施例：本发明采取以下的工艺：
1.对几小段X100弯管母管在弯管机上进行几组相近工艺的加热直推，回火处理后在其焊缝和母材各个位置截取试板进行性能试验，选取性能最佳的一组工艺参数做为本批弯管的煨制和回火工艺；
2.根据模拟试验确定的工艺对弯管进行正式生产，期间严格控制加热带宽度≤1.5T。并严格控制其加热温度、推进速度、冷却速度(冷却水温和水压)以及联动开关的灵敏度；
3.对煨制成一定角度的弯管进行端部校园。
4.机加工坡口。
5.热处理。
6.表面处理。
7.成品检测。
本发明工艺的主要工艺参数为：推制温度960-990℃、推进速度25mm/min、冷却速度600℃/min、冷却水温≤40℃、回火温度500-530℃。
本发明工艺通过对加热温度和冷却速度的控制，使弯管在成型后基本处于良好组织状态，具有极细的贝氏体组织，再经过合理的回火处理，使弯管的各部位性能指标均匀一致，并恢复到与母管相等的级别，满足了与干线管道焊接的可匹配性。通过对加热带宽度的控制，使弯管具有了标准的外观质量，使X100钢级大口径热煨弯管达到了标准高超的整体质量。

Claims (2)

1.一种中频感应加热煨制X100钢级大口径弯管工艺，其特征在于它采取以下步骤：
(1)选取符合标准的原材料；
(2)热模拟实验：用原始管料在中频弯管机上按预定工艺参数进行直推加热，将加热后的直管进行回火消除应力处理，用此段进行各项性能检测，制定本批母管的最理想工艺参数；
(3)煨制：一是将母管装在弯管机上夹紧，在加热温度下让感应线圈向后匀速移动至与弯臂轴中心一致，此段距离≥600mm，完成对弯管的前直段的加热；二是直段加热到位后，马上关闭感应线圈运行开关，同时打开弯管机推制墙板推制系统，对弯曲段进行加热煨制；三是保持与直管段相同的工艺参数完成预定弯曲段的加热后，重复前直段的动作，同时打开联动开关使弯管静止感应线圈向后移动完成后直段的加热；四是控制推进速度与冷却水流方向，弯管的加热带宽度≤1.5T；
(4)弯管端部校圆；
(5)机加工坡口；
(6)热处理：通过合理的回火处理，利用天然气热处理炉对弯管进行消除应力处理；
(7)表面处理；
(8)成品检测。
2.根据权利要求1所述的一种中频感应加热煨制X100钢级大口径弯管工艺，其特征在于：其中的工艺参数为：推制温度960-990℃、推进速度25mm/min、冷却速度600℃/min、冷却水温≤40℃、回火温度500-530℃。
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