CN104313286B - 一种x70级管线钢弯管的热处理工艺方法 - Google Patents

一种x70级管线钢弯管的热处理工艺方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104313286B
CN104313286B CN201410487041.8A CN201410487041A CN104313286B CN 104313286 B CN104313286 B CN 104313286B CN 201410487041 A CN201410487041 A CN 201410487041A CN 104313286 B CN104313286 B CN 104313286B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mass fraction
line steel
pipe line
bend pipe
steel bend
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410487041.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104313286A (zh
Inventor
赵时璐
张钧
王建明
张震
王双红
张正贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang University
Original Assignee
Shenyang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang University filed Critical Shenyang University
Priority to CN201410487041.8A priority Critical patent/CN104313286B/zh
Publication of CN104313286A publication Critical patent/CN104313286A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104313286B publication Critical patent/CN104313286B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

一种X70级管线钢弯管的热处理工艺方法，其方法包括：1、X70级管线钢弯管成分的选用；2、热处理技术的确定；3、淬火工艺；4、回火工艺；5、按照本发明的热处理工艺方法，可以获得综合力学性能优异的X70级管线钢弯管；该X70级管线钢弯管具有硬度大（≥HB210），屈服强度强（≥590MPa），抗拉强度强（≥705MPa），屈强比低（≤0.84），延伸率好（≥23%）及冲击吸收功高（≥280J）等优异的力学性能。

Description

一种X70级管线钢弯管的热处理工艺方法
技术领域
本发明涉及一种X70级管线钢弯管的热处理工艺方法。
背景技术
我国石油及天然气输送管道通常要求高钢级、大口径及高压力的管线钢，而长输管道的建设必然需要大量与干线管力学性能相匹配的弯管。该弯管是长输管道中服役条件最为苛刻的结构件之一，失效事故在整个管道事故中的比例也是最高。弯管随着国内外输送管道距离的增加、钢管壁厚的增大以及管道压力的提高，X60和X65级管线钢弯管已经不能满足其力学性能的要求。
西气东输工程在国内首次选用X70级管线钢，它也是目前我国选用最多的弯管材料之一。但是，在已使用的管线钢弯管中，与X70级管线钢有关的弯管失效事故率较高，X70级管线钢弯管的制造工艺及性能仍不成熟。
目前，X70级管线钢弯管的热处理技术主要缺陷是：淬火加热通常采用一次性加热至淬火温度，X70级管线钢弯管组织不均匀，热应力较大；而且冷却方式为油冷，工程成本高、环境污染大，并存在一定的安全隐患，这就需要进一步改进X70级管线钢弯管的热处理工艺以提高其强韧性能配合，保证工程的安全性、可靠性和经济性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种X70级管线钢弯管的热处理工艺方法。该方法不仅可以完全克服X70级管线钢由于热煨弯管而导致力学性能的下降，保证了X70级管线钢弯管硬度大、屈服强度强、抗拉强度强、屈强比低、延伸率好及冲击吸收功高等优异的力学性能，其指标甚至超过了未热煨弯管前母材的综合力学性能；而且，该热处理工艺的淬火步骤中采用逐级加热的方式，有效减小了X70级管线钢弯管的热应力，同时淬火冷却采用水冷的方式，回火冷却采用直接出炉空冷的方式，此方法简单易操作，降低了生产成本，改善了环境污染，减少了安全隐患，并具有良好的稳定性和可重复性。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案是：一种X70级管线钢弯管的热处理工艺方法依次包括：
1.X70级管线钢弯管成分的选用：选用一种以低碳－锰－钼系为基础，适量添加其他合金元素的X70级管线钢弯管，具体成分是碳的质量分数为0.05%，硅的质量分数为0.19%，锰的质量分数为1.54%，磷的质量分数为0.009%，硫的质量分数为0.001%，铜的质量分数为0.23%，镍的质量分数为0.2%，铌的质量分数为0.07%，钒的质量分数为0.03%，铬的质量分数为0.2%，钛的质量分数为0.02%，钙的质量分数为0.0014%，铝的质量分数为0.03%，钼的质量分数为0.19%，硼的质量分数为0.0001%，氧的质量分数为0.0028%，氢的质量分数为0.0004%，氮的质量分数为0.007%；同时X70级管线钢弯管的碳当量为0.42%，冷裂纹敏感系数为0.12%。
2.热处理技术的确定：确定调质处理即淬火及高温回火作为X70级管线钢弯管的热处理技术。
3.淬火工艺：采用在箱式电阻炉中进行，其额定功率为45千瓦，最高使用温度为1050摄氏度，控制温差为±5摄氏度；装炉时将X70级管线钢弯管放置于炉内中央位置，并尽量均匀分布放置；将X70级管线钢弯管随炉升温至350摄氏度后保温10分钟，然后升温至650摄氏度后保温10分钟，最后在890-920摄氏度保温26分钟，随后出炉进行水冷却至室温。
4.回火工艺：采用在井式电阻炉中进行，其内置风扇，额定功率为32千瓦，最高使用温度为650摄氏度，控制温差为±5摄氏度；装炉时将X70级管线钢弯管放置于炉内中央位置，并尽量均匀分布放置；将X70级管线钢弯管随炉升温至590-620摄氏度，保温60分钟后，出炉进行空冷至室温。
5.按照本发明的热处理工艺方法，可以获得综合力学性能优异的X70级管线钢弯管。该X70级管线钢弯管具有硬度大（≥HB210），屈服强度强（≥590MPa），抗拉强度强（≥705MPa），屈强比低（≤0.84），延伸率好（≥23%）及冲击吸收功高（≥280J）等优异的力学性能。
同现有热处理工艺方法相比，本发明使X70级管线钢弯管的力学性能提高地更显著，热处理后X70级管线钢完全克服了由于热煨弯管而导致力学性能的下降，具有硬度大、屈服强度强、抗拉强度强、屈强比低、延伸率好及冲击吸收功高等优异的力学性能，其性能指标超过了未热煨弯管前母材的综合力学性能。热处理工艺的淬火步骤中采用逐级加热的方式，有效减小了X70级管线钢弯管的热应力，同时淬火冷却采用水冷的方式，回火冷却采用直接出炉空冷的方式，降低了生产成本，改善了环境污染，减少了安全隐患，并具有良好的稳定性和可重复性，主要应用于石油及天然气输送管道中的弯管。
具体实施方式
实施例1
1.X70级管线钢弯管成分的选用：选用一种以低碳－锰－钼系为基础，适量添加其他合金元素的X70级管线钢弯管，具体成分是碳的质量分数为0.05%，硅的质量分数为0.19%，锰的质量分数为1.54%，磷的质量分数为0.009%，硫的质量分数为0.001%，铜的质量分数为0.23%，镍的质量分数为0.2%，铌的质量分数为0.07%，钒的质量分数为0.03%，铬的质量分数为0.2%，钛的质量分数为0.02%，钙的质量分数为0.0014%，铝的质量分数为0.03%，钼的质量分数为0.19%，硼的质量分数为0.0001%，氧的质量分数为0.0028%，氢的质量分数为0.0004%，氮的质量分数为0.007%；同时X70级管线钢弯管的碳当量为0.42%，冷裂纹敏感系数为0.12%。
2.热处理技术的确定：确定调质处理即淬火及高温回火作为X70级管线钢弯管的热处理技术。
3.淬火工艺：采用在箱式电阻炉中进行，其额定功率为45千瓦，最高使用温度为1050摄氏度，控制温差为±5摄氏度；装炉时将X70级管线钢弯管放置于炉内中央位置，必须平稳放置，并尽量均匀分布放置；将X70级管线钢弯管随炉升温至350摄氏度后保温10分钟，然后升温至650摄氏度后保温10分钟，最后在890摄氏度保温26分钟，随后出炉进行水冷却至室温。
4.回火工艺：采用在井式电阻炉中进行，其内置风扇，额定功率为32千瓦，最高使用温度为650摄氏度，控制温差为±5摄氏度；装炉时将X70级管线钢弯管放置于炉内中央位置，并尽量均匀分布放置；将X70级管线钢弯管随炉升温至590摄氏度，保温60分钟后，出炉进行空冷至室温。
5.对上述热处理工艺方法后的X70级管线钢弯管进行力学性能测试，该X70级管线钢弯管硬度达到布氏230牛顿每平方毫米，屈服强度达到595兆帕，抗拉强度达到725兆帕，屈强比达到0.82，延伸率达到28%，冲击吸收功达到300焦耳，其具有优异的综合力学性能。
实施例2
1.X70级管线钢弯管成分的选用：选用一种以低碳－锰－钼系为基础，适量添加其他合金元素的X70级管线钢弯管，具体成分是碳的质量分数为0.05%，硅的质量分数为0.19%，锰的质量分数为1.54%，磷的质量分数为0.009%，硫的质量分数为0.001%，铜的质量分数为0.23%，镍的质量分数为0.2%，铌的质量分数为0.07%，钒的质量分数为0.03%，铬的质量分数为0.2%，钛的质量分数为0.02%，钙的质量分数为0.0014%，铝的质量分数为0.03%，钼的质量分数为0.19%，硼的质量分数为0.0001%，氧的质量分数为0.0028%，氢的质量分数为0.0004%，氮的质量分数为0.007%；同时X70级管线钢弯管的碳当量为0.42%，冷裂纹敏感系数为0.12%。
2.热处理技术的确定：确定调质处理即淬火及高温回火作为X70级管线钢弯管的热处理技术。
3.淬火工艺：采用在箱式电阻炉中进行，其额定功率为45千瓦，最高使用温度为1050摄氏度，控制温差为±5摄氏度；装炉时将X70级管线钢弯管放置于炉内中央位置，必须平稳放置并尽量均匀分布放置；将X70级管线钢弯管随炉升温至350摄氏度后保温10分钟，然后升温至650摄氏度后保温10分钟，最后在920摄氏度保温26分钟，随后出炉进行水冷却至室温。
4.回火工艺：采用在井式电阻炉中进行，其内置风扇，额定功率为32千瓦，最高使用温度为650摄氏度，控制温差为±5摄氏度；装炉时将X70级管线钢弯管放置于炉内中央位置，并尽量均匀分布放置；将X70级管线钢弯管随炉升温至620摄氏度，保温60分钟后，出炉进行空冷至室温。
5.对上述热处理工艺方法后的X70级管线钢弯管进行力学性能测试，该X70级管线钢弯管硬度达到布氏230牛顿每平方毫米，屈服强度达到600兆帕，抗拉强度达到715兆帕，屈强比达到0.84，延伸率达到25%，冲击吸收功达到290焦耳，其具有优异的综合力学性能。

Claims (1)

1.一种X70级管线钢弯管的热处理工艺方法，其特征是：其热处理工艺方法依次包括：(1)、X70级管线钢弯管成分的选用：选用一种以低碳－锰－钼系为基础，适量添加其他合金元素的X70级管线钢弯管，具体成分是碳的质量分数为0.05％，硅的质量分数为0.19％，锰的质量分数为1.54％，磷的质量分数为0.009％，硫的质量分数为0.001％，铜的质量分数为0.23％，镍的质量分数为0.2％，铌的质量分数为0.07％，钒的质量分数为0.03％，铬的质量分数为0.2％，钛的质量分数为0.02％，钙的质量分数为0.0014％，铝的质量分数为0.03％，钼的质量分数为0.19％，硼的质量分数为0.0001％，氧的质量分数为0.0028％，氢的质量分数为0.0004％，氮的质量分数为0.007％；同时X70级管线钢弯管的碳当量为0.42％，冷裂纹敏感系数为0.12％；(2)、热处理技术的确定：确定调质处理即淬火及高温回火作为X70级管线钢弯管的热处理技术；(3)、淬火工艺：采用在箱式电阻炉中进行，其额定功率为45千瓦，最高使用温度为1050摄氏度，控制温差为±5摄氏度；装炉时将X70级管线钢弯管放置于炉内中央位置，并尽量均匀分布放置；将X70级管线钢弯管随炉升温至350摄氏度后保温10分钟，然后升温至650摄氏度后保温10分钟，最后在890-920摄氏度保温26分钟，随后出炉进行水冷却至室温；(4)、回火工艺：采用在井式电阻炉中进行，其内置风扇，额定功率为32千瓦，最高使用温度为650摄氏度，控制温差为±5摄氏度；装炉时将X70级管线钢弯管放置于炉内中央位置，并尽量均匀分布放置；将X70级管线钢弯管随炉升温至590-620摄氏度，保温60分钟后，出炉进行空冷至室温；(5)、按照上述步骤提供的热处理工艺方法，可以获得综合力学性能优异的X70级管线钢弯管。
CN201410487041.8A 2014-09-23 2014-09-23 一种x70级管线钢弯管的热处理工艺方法 Expired - Fee Related CN104313286B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410487041.8A CN104313286B (zh) 2014-09-23 2014-09-23 一种x70级管线钢弯管的热处理工艺方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410487041.8A CN104313286B (zh) 2014-09-23 2014-09-23 一种x70级管线钢弯管的热处理工艺方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104313286A CN104313286A (zh) 2015-01-28
CN104313286B true CN104313286B (zh) 2016-06-15

Family

ID=52368592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410487041.8A Expired - Fee Related CN104313286B (zh) 2014-09-23 2014-09-23 一种x70级管线钢弯管的热处理工艺方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104313286B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106086324A (zh) * 2016-07-20 2016-11-09 柳州科尔特锻造机械有限公司 一种钢的快速回火工艺
CN106048170A (zh) * 2016-07-20 2016-10-26 柳州科尔特锻造机械有限公司 一种合金钢的快速回火方法
CN106702125B (zh) * 2017-01-23 2018-06-01 江苏扬光机械制造有限公司 一种金属弯头的热处理方法
CN107345266A (zh) * 2017-08-02 2017-11-14 合肥市大卓电力有限责任公司 一种电力钢材的热处理工艺
CN108048747A (zh) * 2018-01-30 2018-05-18 四川石油天然气建设工程有限责任公司 一种高钢级弯管及制备方法
CN109576478A (zh) * 2018-12-18 2019-04-05 沧州隆泰迪管道科技有限公司 一种管件热处理方法
CN110373520A (zh) * 2019-07-23 2019-10-25 衡阳华菱钢管有限公司 钢管的热处理方法
CN112281069A (zh) * 2020-10-30 2021-01-29 张家港海锅新能源装备股份有限公司 深海采油树装备用8630超长锻件的生产方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103088270A (zh) * 2011-11-03 2013-05-08 中国石油天然气集团公司 一种x70大变形钢热煨弯管的制作工艺方法
CN103981463A (zh) * 2014-05-30 2014-08-13 秦皇岛首秦金属材料有限公司 一种韧性优良的x70弯管用热轧平板及其生产方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5807630B2 (ja) * 2012-12-12 2015-11-10 Ｊｆｅスチール株式会社 継目無鋼管の熱処理設備列および高強度ステンレス鋼管の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103088270A (zh) * 2011-11-03 2013-05-08 中国石油天然气集团公司 一种x70大变形钢热煨弯管的制作工艺方法
CN103981463A (zh) * 2014-05-30 2014-08-13 秦皇岛首秦金属材料有限公司 一种韧性优良的x70弯管用热轧平板及其生产方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
X70无缝酸性线管的形变淬火和回火工艺;凌仲秋等;《金属热处理》;20120430;第37卷(第4期);99-102 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104313286A (zh) 2015-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104313286B (zh) 一种x70级管线钢弯管的热处理工艺方法
CN103305672B (zh) 一种压力容器超大型管板锻件的热处理工艺
CN103320696B (zh) 一种低合金耐热钢板及其制造方法
CN103290192A (zh) 一种压力容器拼焊式超大型管板锻件的热处理工艺
CN103436803A (zh) 五缸柱塞泵泵头体锻件加工方法
CN102392181B (zh) 一种合金钢、无缝钢管及异型钢管的热处理工艺
CN101270404A (zh) 特种紧固件的生产方法
CN102534388A (zh) 一种含稀土抗h2s腐蚀石油套管及其生产方法
CN102191437B (zh) 石油裂化用无缝钢管及其热处理方法
CN104762559A (zh) 一种临氢设备用钢板的生产方法
CN102851610A (zh) 一种改进型结构材料马氏体耐热钢及其制备方法
CN102527892B (zh) 一种高电阻率、高磁导率马氏体不锈钢锻件制造方法
CN102140569A (zh) 一种q345r钢快速正火热处理方法
CN104805264A (zh) 15NiCuMoNb5钢管的热处理方法
CN102115812B (zh) 一种q690d钢快速回火热处理方法
CN103060695A (zh) 一种石油炼化用合金无缝钢管的生产方法
CN105177445A (zh) 一种高韧性3.5Ni钢板的制备方法
CN103215427A (zh) 轴承钢制量块热处理工艺
CN103614521B (zh) 中碳钢材质大型柴油机输出轴调质工艺
CN107794355B (zh) 一种250mm特厚高强海洋平台用钢的生产方法
CN107619996A (zh) 大厚度易焊接高强韧性齿条钢板及其生产方法
CN103526004A (zh) 一种保证低温紧固件冲击韧性的方法
CN107345266A (zh) 一种电力钢材的热处理工艺
CN102041360A (zh) 一种提高q345低合金结构钢综合性能的热处理工艺
CN102936687B (zh) 一种110ksi级ERW石油套管用钢带及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160615

Termination date: 20160923