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

特大口径的x70级管线无缝钢管及其生产方法 Download PDF

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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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