CN107419168A - 特大口径的x70级管线无缝钢管及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了特大口径的X70级管线无缝钢管及其生产方法，无缝钢管按重量百分比计包含：C 0.11～0.15％、Si 0.17～0.37％、Mn 1.40～1.60％、Nb 0.03～0.05％、Al 0.02～0.05％、B 0.0001～0.0005％，其余为Fe、残余元素和杂质；所述钢的冷裂纹系数CEPcm≤0.24％，碳当量CEIIW≤0.43％，生产方法包括轧制管坯、扩径、均壁、热处理、矫直处理。由本发明所制得的X70级管线无缝钢管的尺寸精度高、内外表面质量优良、力学性能和焊接系能符合X70级管线要求。

Description

特大口径的X70级管线无缝钢管及其生产方法
技术领域
本发明涉及无缝钢管生产领域，尤其是特大口径的X70级管线无缝钢管及其生产方法。
背景技术
随着石油天然气工业的不断发展和管道输送技术的日益成熟，同时为了节省管线工程的建设投资、降低原书费用，高钢级管线管的需求量越来越大。近年来，在世界范围内的管线工程均以X70级管线钢为主，中国管线钢的钢级也在短短五年内迅速从X60提高到X70，目前X70级管线无缝钢管的规格向大口径发展，而随着口径的增大，为了保证无缝钢管的尺寸精度、力学性能和焊接性能，需要对制管的原材料及生产工艺进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：对钢管的化学成分和生产工艺进行改进，生产出外径≥508mm的无缝钢管，性能和尺寸精度满足X70级管线的要求。
为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：特大口径的X70级管线无缝钢管，按重量百分比计包含：C 0.11～0.15％、Si 0.17～0.37％、Mn 1.40～1.60％、Nb 0.03～0.05％、Al 0.02～0.05％、B 0.0001～0.0005％，其余为Fe、残余元素和杂质；所述钢的冷裂纹系数CEPcm≤0.24％，碳当量CEIIW≤0.43％。
进一步的是：所述残余元素按重量百分比计包含：Cu≤0.20％、Ni≤0.30％、Cr≤0.30％、Mo≤0.10％、V≤0.01％、Ti≤0.025％。
进一步的是：所述杂质按重量百分比计包含：P≤0.015％、S≤0.002％、N≤0.010％。
本发明还提供了一种生产上述特大口径的X70级管线无缝钢管的方法，包括以下步骤：
a、轧制管坯
将钢坯导入连轧管机中轧制管坯，然后将合格的管坯依次进行加热、穿孔、轧制变形、定径、冷却后，得到无缝钢管坯料管；
b、扩径
利用顶推式扩管机扩大无缝钢管坯料管的外径；
c、均壁
扩径后的无缝钢管坯料管经过酸洗、磷化、皂化后利用精密液压拔机进行均壁处理；
d、热处理
采用淬火加回火的工艺进行热处理；
e、矫直处理。
进一步的是：步骤a中管坯经过加热后的出炉温度控制在1220～1260℃。
进一步的是：步骤b中顶推式扩管机的热扩温度为780～830℃，推进速度为300～350mm/min。
进一步的是：步骤d中的淬火介质为水，淬火温度为900～920℃，回火温度为530～570℃。
本发明的有益效果是：由本发明所制得的X70级管线无缝钢管的尺寸精度高、内外表面质量优良、力学性能和焊接系能符合X70级管线要求；在纵向拉伸性能方面，所得无缝钢管的屈服强度为515～635Mpa，抗拉强度为570～760Mpa，屈强比≤0.93，延伸率≥17％；在夏比V型冲击韧性方面，0℃横向全尺寸夏比冲击功≥120J，-50℃横向全尺寸夏比冲击功≥100J；在尺寸精度方面，管体外径偏差为±0.75％D，管端外径偏差为±0.50％D，管体椭圆度≤0.2％D，管端椭圆度≤1.5％D，壁厚偏差为±10％t，钢管全长弯曲度≤0.20％L，管端1000mm范围内弯曲度≤4mm。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
将钢坯导入连轧管机中轧制管坯，按重量百分比计，钢坯中含有C0.14％、Si0.30％、Mn1.47％、P0.014％、S0.006％、Al0.043％、Nb0.039％、Ti0.027％、B0.0003％，其余为Fe，且钢坯的冷裂纹系数CEPcm为0.23％，碳当量CEIIW为0.41％；将合格的连铸坯在环形加热炉中加热，经过加热、穿孔、轧制变形，保证连铸坯出环形炉时的钢热在1120～1260摄氏度；然后利用顶推式扩管机对无缝钢管坯料管进行扩径，顶推式扩管机中的感应线圈将坯料管快速加热至780～830℃，局部加热的坯料管通过芯棒的变形区后实现扩径，推进速度为300～350mm/min；扩径后的无缝钢管经过酸洗、磷化、皂化后由精密液压拨机均壁到外径≥508mm的成品尺寸；随后采用淬火加回火的工艺进行热处理，淬火接枝为水，淬火温度为900～920℃，回火温度为530～570℃；最后进行矫直处理得到外径公差±0.75％D、壁厚公差±10％t、罐体椭圆度≤2％D、管端椭圆度≤1.5％D、全长弯曲度≤0.20％L、管端1000mm范围内弯曲度≤4mm的无缝钢管(其中D为外径尺寸、t为壁厚尺寸、L为管长尺寸)。所得无缝钢管的屈服强度为515Mpa，抗拉强度为610Mpa，延伸率为35％，0℃横向夏比冲击功为175J、172J和180J，-50℃横向夏比冲击功为150J、149J和146J。
实施例2
将钢坯导入连轧管机中轧制管坯，按重量百分比计，钢坯中含有C0.13％、Si0.28％、Mn1.50％、P0.013％、S0.006％、Al0.038％、Nb0.038％、Ti0.028％、B0.0013％，其余为Fe，且钢坯的冷裂纹系数CEPcm为0.23％，碳当量CEIIW为0.41％；将合格的连铸坯在环形加热炉中加热，经过加热、穿孔、轧制变形，保证连铸坯出环形炉时的钢热在1120～1260摄氏度；然后利用顶推式扩管机对无缝钢管坯料管进行扩径，顶推式扩管机中的感应线圈将坯料管快速加热至780～830℃，局部加热的坯料管通过芯棒的变形区后实现扩径，推进速度为300～350mm/min；扩径后的无缝钢管经过酸洗、磷化、皂化后由精密液压拨机均壁到外径≥508mm的成品尺寸；随后采用淬火加回火的工艺进行热处理，淬火接枝为水，淬火温度为900～920℃，回火温度为530～570℃；最后进行矫直处理得到外径公差±0.75％D、壁厚公差±10％t、罐体椭圆度≤2％D、管端椭圆度≤1.5％D、全长弯曲度≤0.20％L、管端1000mm范围内弯曲度≤4mm的无缝钢管(其中D为外径尺寸、t为壁厚尺寸、L为管长尺寸)。所得无缝钢管的屈服强度为530Mpa，抗拉强度为615Mpa，延伸率为34％，0℃横向夏比冲击功为166J、164J和170J，-50℃横向夏比冲击功为142J、139J和147J。
实施例3
将钢坯导入连轧管机中轧制管坯，按重量百分比计，钢坯中含有C0.11％、Si0.24％、Mn1.44％、P0.009％、S0.004％、Al0.032％、Nb0.031％、Ti0.022％、B0.0009％，其余为Fe，且钢坯的冷裂纹系数CEPcm为0.21％，碳当量CEIIW为0.39％；将合格的连铸坯在环形加热炉中加热，经过加热、穿孔、轧制变形，保证连铸坯出环形炉时的钢热在1120～1260摄氏度；然后利用顶推式扩管机对无缝钢管坯料管进行扩径，顶推式扩管机中的感应线圈将坯料管快速加热至780～830℃，局部加热的坯料管通过芯棒的变形区后实现扩径，推进速度为300～350mm/min；扩径后的无缝钢管经过酸洗、磷化、皂化后由精密液压拨机均壁到外径≥508mm的成品尺寸；随后采用淬火加回火的工艺进行热处理，淬火接枝为水，淬火温度为900～920℃，回火温度为530～570℃；最后进行矫直处理得到外径公差±0.75％D、壁厚公差±10％t、罐体椭圆度≤2％D、管端椭圆度≤1.5％D、全长弯曲度≤0.20％L、管端1000mm范围内弯曲度≤4mm的无缝钢管(其中D为外径尺寸、t为壁厚尺寸、L为管长尺寸)。所得无缝钢管的屈服强度为540Mpa，抗拉强度为620Mpa，延伸率为33％，0℃横向夏比冲击功为138J、136J和140J，-50℃横向夏比冲击功为165J、158J和160J。

Claims (7)

1.特大口径的X70级管线无缝钢管，其特征在于：该无缝钢管中各化学成分按重量百分比计包含：C 0.11～0.15％、Si 0.17～0.37％、Mn 1.40～1.60％、Nb 0.03～0.05％、Al0.02～0.05％、B 0.0001～0.0005％，其余为Fe、残余元素和杂质；所述钢的冷裂纹系数CEPcm≤0.24％，碳当量CEIIW≤0.43％。
2.如权利要求1所述的特大口径的X70级管线无缝钢管，其特征在于：所述残余元素按重量百分比计包含：Cu≤0.20％、Ni≤0.30％、Cr≤0.30％、Mo≤0.10％、V≤0.01％、Ti≤0.025％。
3.如权利要求2所述的特大口径的X70级管线无缝钢管，其特征在于：所述杂质按重量百分比计包含：P≤0.015％、S≤0.002％、N≤0.010％。
4.生产如权利要求3所述的特大口径的X70级管线无缝钢管的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、轧制管坯
将钢坯导入连轧管机中轧制管坯，然后将合格的管坯依次进行加热、穿孔、轧制变形、定径、冷却后，得到无缝钢管坯料管；
b、扩径
利用顶推式扩管机扩大无缝钢管坯料管的外径；
c、均壁
扩径后的无缝钢管坯料管经过酸洗、磷化、皂化后利用精密液压拔机进行均壁处理；
d、热处理
采用淬火加回火的工艺进行热处理；
e、矫直处理。
5.如权利要求4所述的特大口径的X70级管线无缝钢管的生产方法，其特征在于：步骤a中管坯经过加热后的出炉温度控制在1220～1260℃。
6.如权利要求4所述的特大口径的X70级管线无缝钢管的生产方法，其特征在于：步骤b中顶推式扩管机的热扩温度为780～830℃，推进速度为300～350mm/min。
7.如权利要求4所述的特大口径的X70级管线无缝钢管的生产方法，其特征在于：步骤d中的淬火介质为水，淬火温度为900～920℃，回火温度为530～570℃。
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