CN104259331B - Φ512mm×37mm高钢级接箍坯料的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供Φ512mm×37mm高钢级接箍坯料的制造方法，包括来料检验：选择使用钢级TP110V，钢种28CrMo45V，Φ457mm×39.5mm的母管为原料；芯棒的结构：芯棒包括有法兰A、合金段B、芯头主体C、芯头导向区D，所述法兰A为550mm，所述合金段B总长度为2m，芯头主体C的厚度为120mm，芯头导向区D的厚度为75mm；热扩：制定热扩工艺制度，确定工艺参数：热扩成型温度910-930℃，热扩推制时的速度70±10mm/min，热扩后，母管直径由Φ457.0×39.5mm热扩到Φ512.0×37.0mm。本发明的效果是为该方法生产大口径、高钢级接箍料提供有效的生产方法。解决了在生产高钢级接箍料时对设备的损害，降低了工具的成本，同时提高了钢管的质量和成材率。

Description

Φ512mm×37mm高钢级接箍坯料的制造方法

技术领域

本发明涉及一种与套管配套使用的接箍坯料，尤其是大口径、高钢级接箍坯料的制造方法。

背景技术

目前市场没有为钢级为TP110V二开套管，包括473.08×16.48mm、Φ476.32×19.88mm和Φ478.56×21.00mm三种规格提供的接箍坯料，在热扩试生产时，由于钢管强度大，壁厚超厚，芯棒强度不够常出现芯棒断裂及钢管弯曲现象，生产出的钢管无法满足后续加工要求。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种Φ512mm×37mm高钢级接箍坯料的制造方法，通过改进热扩工艺制度及重新设计工具，以利于达到解决生产中设备、工具损坏且钢管质量不达标的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供Φ512mm×37mm高钢级接箍坯料的制造方法，该方法包括有以下步骤：

1)、来料检验：

选择使用钢级TP110V，钢种28CrMo45V，Φ457mm×39.5mm的母管为原料，原料几何尺寸和内外表面要求为：

①通过卡尺测量，外径公差需满足±0.75％D；

②使用测厚仪测量，壁厚公差需达到(-5％—15％)S；

③通过探伤检查，内外表面无划伤和裂纹缺陷；

以上要求满足后进行下一道热扩工序；

其中：D是指外径，S是指壁厚；

2)、芯棒的结构

芯棒包括有法兰A、合金段B、芯头导向区D，合金段B中含有芯头主体C，所述合金段B总长度为2m，芯头主体C的厚度为120mm，芯头导向区D的厚度为75mm；

3)、热扩

制定热扩工艺制度，根据母管强度及热扩机组承受能力，分成两次热扩成型：

第一步、将母管直径由Φ457.0×39.5mm热扩成Φ490.0×38.0mm；

第二步、变径由Φ490.0×38.0mm热扩成Φ512.0×37.0mm；

母管通过芯头主体C热扩变形，达到使母管直径尺寸改变的目的，通过芯头导向区D确保母管的直度；

确定工艺参数：热扩成型温度910-930℃，热扩推制时的速度70±10mm/min，热扩后，母管直径由Φ457.0×39.5mm热扩到Φ512.0×37.0mm。

本发明的效果是为该方法生产大口径、高钢级接箍料提供有效的生产方法。接箍是连接套管的重要部件，随着大口径高钢级特殊螺纹接头套管需求的增加，与之相配套的接箍坯料的生产越发重要。解决了在生产高钢级接箍料时对设备的损害，降低了工具的成本，同时提高了钢管的质量和成材率。

附图说明

图1是本发明的热扩芯棒的结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明的Φ512mm×37mm高钢级接箍坯料的制造方法加以说明。

Φ512mm×37mm高钢级接箍坯料的制造方法，该方法包括有以下步骤：

1)、来料检验：

选择使用钢级TP110V，钢种28CrMo45V，Φ457mm×39.5mm的母管为原料，原料几何尺寸和内外表面要求为：

①通过卡尺测量，外径公差需满足±0.75％D；

②使用测厚仪测量，壁厚公差需达到-5％S—15％S；

③通过探伤检查，内外表面无划伤和裂纹缺陷；

以上要求满足后进行下一道热扩工序；

其中：D是指外径，S是指壁厚。

2)、芯棒的结构

芯棒包括有法兰A、合金段B、芯头导向区D，合金段B中含有芯头主体C，所述法兰A为550mm，所述合金段B总长度为2m，芯头主体C的厚度为120mm，芯头导向区D的厚度为75mm。

3)、热扩

制定热扩工艺制度，根据母管强度及热扩机组承受能力，分成两次热扩成型：第一步将母管直径由Φ457.0×39.5mm热扩成Φ490.0×38.0mm，第二次变径由Φ490.0×38.0mm热扩成Φ512.0×37.0mm；母管通过芯头主体C热扩变形，达到使母管直径尺寸改变的目的，通过芯头导向区D确保钢管的直度。

确定工艺参数：热扩成型温度910-930℃，热扩推制时的速度70±10mm/min，热扩后，母管直径由Φ457.0×39.5mm热扩到Φ512.0×37.0mm。再经过矫直、锯切生产出大口径、高钢级接箍料。

本发明的Φ512mm×37mm高钢级接箍坯料的制造方法是这样实现的：

Φ512.0×37.0mm接箍料在刚开始生产时，热扩1支后芯棒即断裂。在修复芯棒后重新热扩，热扩2支后芯棒又断裂，且设备出现故障。为了解决芯棒断裂，以及损坏设备的情况。工艺人员决定改变热扩工艺制度，将原先的一步扩制改为两步扩制。第一步由Φ457.0×39.5mm热扩成Φ490.0×38.0mm。第二次变径由Φ490.0×38.0mm热扩成Φ512.0×37.0mm。将一步热扩改为两步，虽然减慢了生产进度，但是减轻了推制时的阻力，极大的较少了对芯棒以及设备的损坏。

热扩工艺参数的制定

最初生产时热扩温度为880-900℃，热扩速度为90±10mm/min。虽然是两步热扩，但热扩后钢管弯曲度较大。为此决定将温度增加到910-930℃，速度降低到70±10mm/min。

增加温度，使钢管软化，减轻了热扩时的阻力。降低扩制的速度，增加了钢管的加热时间，使钢管充分奥氏体化，金属均匀变形，保证了钢管的弯曲度和壁厚不均度。

芯棒的改进

Φ512.0×37.0mm接箍料在生产前期，芯棒频繁断裂。原因分析是芯棒壁厚较小，材料强度不够，且芯棒结构不合理，导致热扩过程中出现芯棒断裂现象。后经过研究将芯棒材质和尺寸重新设计。

芯棒材质的改进

芯棒合金段的材质由原先的Cr20Ni14，改为Cr25Ni20。导向区D材质也有原先的20#钢改为Cr25Ni20。

铬元素能显著提高强度、硬度和耐磨性；镍元素在提高钢的强度的同时，又能保持良好的塑性和韧性。而且镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。

因此，增加铬元素和镍元素能明显提升芯棒强度、硬度和耐磨性以及耐热能力。保证芯头在高温下依然具有极高的强度，保证了钢管直度的同时，有效的降低了芯棒断裂的可能性。同时，强度的增加也相对减少了磨损情况，提升了单支芯棒生产的接箍料数量，提高了生产效率。

芯棒结构的改进

如图1所示，法兰A是整个芯棒与机组重要的连接件。法兰如果断裂会造成热扩机组和芯棒的损坏。为此将入料段长度由450mm加长为550mm。入料段长度的增加，增加了芯头的总体长度，避免了中频线圈直接加热法兰。

合金段B是决定整个芯头强度的关键，合金段断裂将导致整个芯头报废。合金段的总长度由原先的1.5m增加到2m，极大的增强了芯头的强度。由于合金段的增长，焊缝向后推移了600mm，减少了焊缝在高温下的时间，避免了芯头从焊缝处断裂。

芯头C的厚度直接影响整个芯头的强度。将芯头主体的厚度H由80mm增加为120mm，导向区的厚度h由65mm增加到75mm。

Claims (1)

1.一种Φ512mm×37mm高钢级接箍坯料的制造方法，该方法包括有以下步骤：

1)、来料检验：

选择使用钢级TP110V，钢种28CrMo45V，Φ457mm×39.5mm的母管为原料，原料几何尺寸和内外表面要求为：

①通过卡尺测量，外径公差需满足±0.75％D；

②使用测厚仪测量，壁厚公差需达到(-5％—15％)S；

③通过探伤检查，内外表面无划伤和裂纹缺陷；

以上要求满足后进行下一道热扩工序；

其中：D是指外径，S是指壁厚；

2)、芯棒的结构

芯棒包括有法兰(A)、合金段(B)、芯头导向区(D)，合金段(B)中含有芯头主体(C)，所述合金段(B)总长度为2m，芯头主体(C)的厚度为120mm，芯头导向区(D)的厚度为75mm；

3)、热扩

制定热扩工艺制度，根据母管强度及热扩机组承受能力，分成两次热扩成型：

第一步、将母管直径由Φ457.0×39.5mm热扩成Φ490.0×38.0mm；

第二步、变径由Φ490.0×38.0mm热扩成Φ512.0×37.0mm；

母管通过芯头主体(C)热扩变形，达到使母管直径尺寸改变的目的，通过芯头导向区(D)确保母管的直度；

确定工艺参数：热扩成型温度910-930℃，热扩推制时的速度70±10mm/min，热扩后，母管直径由Φ457.0×39.5mm热扩到Φ512.0×37.0mm。