CN116900643A - 一种利用x70钢板制热压低温三通的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用X70钢板制热压低温三通的方法，在本发明方法中，首先选择了制造性高的合适母材，同时在焊接工序中保证焊接金属充分融合的前提下，进一步降低焊接电流，从而提高焊接速度并限制热输入量，为成品提供了性能一致的坯管；本发明严格控制了所有对产品有热量输入的加工工序，有效的控制了金属晶体结构这一体现钢材性能的主要指标；本发明严格控制成型时每道次的轧制量和轧制后的水淬处理，保证了产品始终具备良好的金相组织，最终获得了符合低温环境标准要求的产品。
Description
本申请是申请日为2019年11月28日、申请号为201911186372.7、发明名称为《一种利用X70钢板制热压低温三通的工艺》的分案申请。
技术领域
本发明涉及三通管件加工技术领域，特别是涉及一种利用X70钢板制热压低温三通的方法。
背景技术
目前国内已建的高钢级大口径输气管道的站场地上低温环境管道与管件的最低温度均设计为-30℃，低于此温度的部分管道均采用了保温伴热措施。耐-45℃低温环境的X80钢级D1422管件在国内几家重点管件厂正处于小批量试生产阶段，对于工程配套的X70钢级-45℃环境用钢板制热压低温三通目前在中石油的内部企业也同样处于技术研发阶段，目前均未有成熟的工艺经验。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的是提供一种利用X70钢板制热压低温三通的方法。
本发明提供了一种利用X70钢板制热压低温三通的方法，包括以下步骤：
步骤一、选择低碳X70钢板，所述X70钢板中以下重量百分数的元素CEpcm 0.18﹪，C 0.05﹪，Mn 1.49﹪，S i0.29﹪，Cr 0.10﹪，Mo 0.11﹪，V 0.015﹪，Ni 0.20﹪，Nb0.045﹪，Cu 0.04﹪，其余为Fe和不可避免的杂质，所述杂质中非金属夹杂物≤1.5级，金相组织F+B，晶粒度≥10级；
步骤二、下卷，把X70钢板割成矩形坯料；
步骤三、卷筒，矩形坯料卷制成筒形坯管；
步骤四、焊接，采用焊条对筒形坯管的纵缝进行焊接；
步骤五、热压成型，按压扁-复圆-鼓包-开孔-拉拔-校圆顺序在加热状态下完成三通的成型工序；
步骤六、将热压成型的三通管件进行整形、平口、尺寸检测；
步骤七、热处理，将检测合格的三通管件单层码放于热处理炉中依次进行淬火和回火处理，所述淬火温度为960～1000℃，保温时间为30～60min，所述回火处理温度为650～700℃，保温时间为50～100min。
优选的，所述X70钢板中以下重量百分数的元素CEpcm 0.18﹪，C 0.05﹪，Mn1.49﹪，Si 0.29﹪，Cr 0.10﹪，Mo 0.11﹪，V 0.015﹪，Ni 0.20﹪，Nb 0.045﹪，Cu0.04﹪，其余为Fe和不可避免的杂质，所述杂质中非金属夹杂物≤1.5级，金相组织F+B，晶粒度≥10级。
优选的，步骤四中采用的焊条与母材强度相匹配且适应再加热工艺。
进一步优选的，所述焊条为CHE607GX手工焊焊条。
更优选的，焊接预热温度为200℃±10℃，层间温度≤200℃，焊接电流≤180A，焊接速度≥18cm/min，热输入量≤20KJ/cm。
优选的，步骤五所述加热温度960～1000℃保温时间40～60min，且在三通管坯每道成型工序完毕后，迅速将管坯整体浸入淬火水池内进行整体急冷至环境温度，然后再加热进行下一道工序，在三通管坯每道次压制拉拔等热加工工序完毕后，迅速将管坯整体浸入淬火水池内进行整体急冷至环境温度，并严格控制三通每道次的压制量避免三通侧面内凹或褶皱。鼓包时支管侧胎具上置，与管坯加热时方向一致，避免了出炉淬水入胎时的反复翻转减少热量损失，保证每道次完成设计的轧制量，减少轧制道次。
优选的，步骤七中三通管件置于加热炉中，使得焊缝处于水平位置且保证三通之间的间隔及与炉壁、炉底间隔≥300mm。
优选的，三通管件淬火工艺结束后出炉入水急速冷却至室温，然后再进行回火处理。
优选的，所述淬火时保证管件入水时间在1分钟内，管件在5分钟内降至室温。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)在本发明工艺中，首先选择了制造性高的合适母材，同时在焊接工序中保证焊接金属充分融合的前提下，进一步降低焊接电流，从而提高焊接速度并限制热输入量，为成品提供了性能一致的坯管；
2)本发明严格控制了所有对产品有热量输入的加工工序，有效的控制了金属晶体结构这一体现钢材性能的主要指标；
3)本发明严格控制成型时每道次的轧制量和轧制后的水淬处理，保证了产品始终具备良好的金相组织，最终获得了符合低温环境标准要求的产品。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种用X70钢板制热压低温三通的工艺包括以下步骤：
步骤一、选择厚度47mm的低碳X70钢板，所述X70钢板的金相组织为F+B，晶粒度≥10级，所述X70钢板中以下重量百分数的元素：
CEpcm 0.18﹪，C 0.05﹪，Mn 1.49﹪，Si 0.29﹪，Cr 0.10﹪，Mo 0.11﹪，V0.015﹪，Ni 0.20﹪，Nb 0.045﹪，Cu 0.04﹪，其余为Fe和不可避免的杂质，所述杂质中非金属夹杂物≤1.5级；
步骤二、下卷，把X70钢板割成矩形坯料；
步骤三、卷筒，矩形坯料卷制成筒形坯管；
步骤四、焊接，采用焊条对筒形坯管的纵缝进行焊接，焊接采用的焊条与母材强度相匹配且适应再加热工艺，该焊条为CHE607GX手工焊焊条，焊接预热温度为200℃，层间温度≤200℃，焊接电流≤180A，焊接速度≥18cm/min，热输入量≤20KJ/cm；
步骤五、热压成型，按压扁-复圆-鼓包-开孔-拉拔-校圆顺序在加热状态下完成三通的成型工序，所述加热温度960℃保温时间60min，且在三通管坯每道成型工序完毕后，迅速将管坯整体浸入淬火水池内进行整体急冷至环境温度，然后再加热进行下一道工序；
步骤六、将热压成型的三通管件进行整形、平口、尺寸检测；
步骤七、热处理，将检测合格的三通管件单层码放于热处理炉中，且三通管件置于加热炉中，使得焊缝处于水平位置且保证三通之间的间隔及与炉壁、炉底间隔≥300mm，然后依次进行淬火和回火处理，所述淬火温度为980℃，保温时间为55min，淬火艺结束后出炉入水急速冷却至室温，即将管件在1分钟内入水，管件在5分钟内降至室温，然后再进行回火处理，所述回火处理温度为660℃，保温时间为70min。
实施例2
一种用X70钢板制热压低温三通的工艺包括以下步骤：
步骤一、选择厚度为47mm的低碳X70钢板，所述X70钢板的金相组织为F+B，晶粒度≥10级，所述X70钢板中以下重量百分数的元素：CEpcm 0.18﹪，C 0.05﹪，Mn 1.49﹪，Si0.29﹪，Cr 0.10﹪，Mo 0.11﹪，V 0.015﹪，Ni0.20﹪，Nb 0.045﹪，Cu 0.04﹪，其余为Fe和不可避免的杂质，所述杂质中非金属夹杂物≤1.5级；
步骤二、下卷，把X70钢板割成矩形坯料；
步骤三、卷筒，矩形坯料卷制成筒形坯管；
步骤四、焊接，采用焊条对筒形坯管的纵缝进行焊接，焊接采用的焊条与母材强度相匹配且适应再加热工艺，该焊条为CHE607GX手工焊焊条，焊接预热温度为200℃，层间温度≤200℃，焊接电流≤180A，焊接速度≥18cm/min，热输入量≤20KJ/cm；
步骤五、热压成型，按压扁-复圆-鼓包-开孔-拉拔-校圆顺序在加热状态下完成三通的成型工序，所述加热温度1000℃保温时间45min，且在三通管坯每道成型工序完毕后，迅速将管坯整体浸入淬火水池内进行整体急冷至环境温度，然后再加热进行下一道工序；
步骤六、将热压成型的三通管件进行整形、平口、尺寸检测；
步骤七、热处理，将检测合格的三通管件单层码放于热处理炉中，且三通管件置于加热炉中，使得焊缝处于水平位置且保证三通之间的间隔及与炉壁、炉底间隔≥300mm，然后依次进行淬火和回火处理，所述淬火温度为970℃，保温时间为60min，淬火艺结束后出炉入水急速冷却至室温，即将管件在1分钟内入水，管件在5分钟内降至室温，然后再进行回火处理，所述回火处理温度为700℃，保温时间为100min。
实施例3
一种用X70钢板制热压低温三通的工艺包括以下步骤：
步骤一、选择厚度为47mm的低碳X70钢板，所述X70钢板的金相组织为F+B，晶粒度≥10级，所述X70钢板中以下重量百分数的元素：CEpcm 0.18﹪，C 0.05﹪，Mn 1.49﹪，Si0.29﹪，Cr 0.10﹪，Mo 0.11﹪，V 0.015﹪，Ni0.20﹪，Nb 0.045﹪，Cu 0.04﹪，其余为Fe和不可避免的杂质，所述杂质中非金属夹杂物≤1.5级；
步骤二、下卷，把X70钢板割成矩形坯料；
步骤三、卷筒，矩形坯料卷制成筒形坯管；
步骤四、焊接，采用焊条对筒形坯管的纵缝进行焊接，焊接采用的焊条与母材强度相匹配且适应再加热工艺，该焊条为CHE607GX手工焊焊条，焊接预热温度为210℃，层间温度≤200℃，焊接电流≤180A，焊接速度≥18cm/min，热输入量≤20KJ/cm；
步骤五、热压成型，按压扁-复圆-鼓包-开孔-拉拔-校圆顺序在加热状态下完成三通的成型工序，所述加热温度970℃保温时间55min，且在三通管坯每道成型工序完毕后，迅速将管坯整体浸入淬火水池内进行整体急冷至环境温度，然后再加热进行下一道工序；
步骤六、将热压成型的三通管件进行整形、平口、尺寸检测；
步骤七、热处理，将检测合格的三通管件单层码放于热处理炉中，且三通管件置于加热炉中，使得焊缝处于水平位置且保证三通之间的间隔及与炉壁、炉底间隔≥300mm，然后依次进行淬火和回火处理，所述淬火温度为980℃，保温时间为40min，淬火艺结束后出炉入水急速冷却至室温，即将管件在1分钟内入水，管件在5分钟内降至室温，然后再进行回火处理，所述回火处理温度为690℃，保温时间为80min。
实施例4
一种用X70钢板制热压低温三通的工艺包括以下步骤：
步骤一、选择厚度为47mm的低碳X70钢板，所述X70钢板的金相组织为F+B，晶粒度≥10级，所述X70钢板中以下重量百分数的元素：CEpcm 0.20﹪，C 0.11﹪，Mn 1.4﹪，Si0.27﹪，Cr 0.05﹪，Mo 0.011﹪，V 0.023﹪，Ni0.03﹪，Nb 0.023﹪，Cu 0.08﹪，其余为Fe和不可避免的杂质，所述杂质中非金属夹杂物≤1.5级；
步骤二、下卷，把X70钢板割成矩形坯料；
步骤三、卷筒，矩形坯料卷制成筒形坯管；
步骤四、焊接，采用焊条对筒形坯管的纵缝进行焊接，焊接采用的焊条与母材强度相匹配且适应再加热工艺，该焊条为CHE607GX手工焊焊条，焊接预热温度为190℃，层间温度≤200℃，焊接电流≤180A，焊接速度≥18cm/min，热输入量≤20KJ/cm；
步骤五、热压成型，按压扁-复圆-鼓包-开孔-拉拔-校圆顺序在加热状态下完成三通的成型工序，所述加热温度980℃保温时间30min，且在三通管坯每道成型工序完毕后，迅速将管坯整体浸入淬火水池内进行整体急冷至环境温度，然后再加热进行下一道工序；
步骤六、将热压成型的三通管件进行整形、平口、尺寸检测；
步骤七、热处理，将检测合格的三通管件单层码放于热处理炉中，且三通管件置于加热炉中，使得焊缝处于水平位置且保证三通之间的间隔及与炉壁、炉底间隔≥300mm，然后依次进行淬火和回火处理，所述淬火温度为960℃，保温时间为54min，淬火艺结束后出炉入水急速冷却至室温，即将管件在1分钟内入水，管件在5分钟内降至室温，然后再进行回火处理，所述回火处理温度为675℃，保温时间为50min。
实施例5
一种用X70钢板制热压低温三通的工艺包括以下步骤：
步骤一、选择厚度为47mm低碳X70钢板，所述X70钢板的金相组织为F+B，晶粒度≥10级，所述X70钢板中以下重量百分数的元素：CEpcm 0.20﹪，C 0.11﹪，Mn 1.4﹪，Si0.27﹪，Cr 0.05﹪，Mo 0.011﹪，V 0.023﹪，Ni0.03﹪，Nb 0.023﹪，Cu 0.08﹪，其余为Fe和不可避免的杂质，所述杂质中非金属夹杂物≤1.5级；
步骤二、下卷，把X70钢板割成矩形坯料；
步骤三、卷筒，矩形坯料卷制成筒形坯管；
步骤四、焊接，采用焊条对筒形坯管的纵缝进行焊接，焊接采用的焊条与母材强度相匹配且适应再加热工艺，该焊条为CHE607GX手工焊焊条，焊接预热温度为210℃，层间温度≤200℃，焊接电流≤180A，焊接速度≥18cm/min，热输入量≤20KJ/cm；
步骤五、热压成型，按压扁-复圆-鼓包-开孔-拉拔-校圆顺序在加热状态下完成三通的成型工序，所述加热温度990℃保温时间60min，且在三通管坯每道成型工序完毕后，迅速将管坯整体浸入淬火水池内进行整体急冷至环境温度，然后再加热进行下一道工序；
步骤六、将热压成型的三通管件进行整形、平口、尺寸检测；
步骤七、热处理，将检测合格的三通管件单层码放于热处理炉中，且三通管件置于加热炉中，使得焊缝处于水平位置且保证三通之间的间隔及与炉壁、炉底间隔≥300mm，然后依次进行淬火和回火处理，所述淬火温度为970℃，保温时间为60min，淬火艺结束后出炉入水急速冷却至室温，即将管件在1分钟内入水，管件在5分钟内降至室温，然后再进行回火处理，所述回火处理温度为650℃，保温时间为50min。
检测实施例1～5中所制备的三通管件的各部位主要性能，如表1所示。
表1
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (4)
1.一种利用X70钢板制热压低温三通的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、选择低碳X70钢板；所述低碳X70钢板包括以下主要元素：CEpcm 0.18﹪，C0.05﹪，Mn 1.49﹪，Si 0.29﹪，Cr 0.10﹪，Mo 0.11﹪，V 0.015﹪，Ni 0.20﹪，Nb0.045﹪，Cu 0.04﹪，其余为Fe和不可避免的杂质；所述杂质中非金属夹杂物≤1.5级，金相组织F+B，晶粒度≥10级；
步骤二、下卷，将所述X70钢板割成矩形坯料；
步骤三、卷筒，将所述矩形坯料进行卷制，得到筒形坯管；
步骤四、焊接，采用焊条对所述筒形坯管的纵缝进行焊接；所述焊条为CHE607GX手工焊焊条；所述焊接的预热温度为200±10℃，层间温度≤200℃，焊接电流≤180A，焊接速度≥18cm/min，热输入量≤20KJ/cm；
步骤五、热压成型，对所述焊接后的筒形坯管进行热压成型，得到三通管件；所述热压成型在加热状态下进行；所述加热状态的温度为960～1000℃，保温时间为40～60min；所述热压成型按照压扁-复圆-鼓包-开孔-拉拔-校圆的顺序进行；所述热压成型在每道成型工序完毕后，迅速将筒形坯管进行整体急冷至环境温度；所述整体急冷的方式为浸入淬火水池；
步骤六、将所述三通管件进行整形、平口、尺寸检测；
步骤七、热处理，将检测合格的三通管件依次进行淬火和回火处理，得到所述热压低温三通；所述淬火和回火处理在热处理炉中进行；所述检测合格的三通管件在热处理炉中的放置方式为单层码放；所述淬火的温度为960～1000℃，保温时间为30～60min；所述回火处理的温度为650～700℃，保温时间为50～100min。
2.根据权利要求1所述的利用X70钢板制热压低温三通的方法，其特征在于，所述检测合格的三通管件在热处理炉中的放置要求为使焊缝处于水平位置且保证三通管件之间的间隔及三通管件与炉壁、炉底的间隔≥300mm。
3.根据权利要求1所述的利用X70钢板制热压低温三通的方法，其特征在于，所述淬火后还包括出炉入水急速冷却至室温。
4.根据权利要求3所述的利用X70钢板制热压低温三通的方法，其特征在于，所述急速冷却的入水时间在1分钟内；所述急速冷却的时间在5分钟内。
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