[发明专利]一种酸性腐蚀环境用X65MS钢级螺旋焊管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺旋焊管及其制造方法，尤其是一种酸性腐蚀环境用X65MS钢级螺旋焊管及其制造方法。

背景技术

石油、天然气是国民经济发展的重要能源，在能源消费中的比重日益增加；而管道输送成为石油、天然气的一种最为经济、安全、不间断的长距离输送工具。当输送管道暴露在含湿硫化氢的流体介质中时，容易发生硫化氢酸性腐蚀，造成管道突然失效。其中氢致开裂（HIC）和硫化物应力开裂（SSC）是硫化氢酸性腐蚀的主要形式。

氢致开裂产生的原因一般认为是，硫化氢溶于水形成的酸性溶液与管壁金属通过电化学反应产生氢原子，氢原子通过金属表面进入管体内部，在内部缺陷（如非金属夹杂、元素偏析、带状组织等）处大量聚集形成氢分子，并在该处产生内应力；当氢浓度升高到一定程度时，氢压力超过了聚集处界面的弹性变形能力而产生永久变形，形成氢致裂纹。硫化物应力开裂与氢致开裂有相同之处也有不同之处，它是外加应力、残余应力和氢压力共同作用引起的氢聚集区开裂，具有开裂方向垂直于管面并有迟延的特征。

中东、非洲等地区由于净化设备与技术方面的问题，很多管道直接输送酸性油气，对抗酸管的需求量较大。而我国油气田中含有的硫化氢浓度较高，干线管道输送的多是经过净化处理的非酸性油气，仍有少量集输管线属于酸性腐蚀环境，但使用的钢管主要是低强度抗酸管，因此开发酸性腐蚀环境用高强度钢管势在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高强度的酸性腐蚀环境用X65MS钢级螺旋焊管及其制造方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种酸性腐蚀环境用X65MS钢级螺旋焊管，该螺旋焊管采用X65MS钢级板卷，其主要化学成分的重量百分比为：C：0.02～0.05%, Mn：0.70～1.00%,Si：0.10～0.20%, P：≤0.015%，S：≤0.0013%, Cr：≤0.20%, Mo≤0.10%，Ni：0.10～0.20%, Cu：0.10～0.20%, Nb：≤0.060%, V：0.040～0.060%，Ti：≤0.025%, N：≤0.005%，B：≤0.0005%, Al：0.025～0.050%，Ca：0.0020～0.0050%, Ca/S:≥1.5，余量为Fe。

本发明还提供了酸性腐蚀环境用X65MS钢级螺旋焊管的制造方法，其加工工序包括：开卷、矫平、铣边、预弯、成型、内焊、外焊、管端扩径、母材分层超声波检查、焊缝X射线检查、水压试验、焊缝超声波检查、管端倒棱、成品检查。

所述内焊工序的工艺为：采用双丝串列埋弧自动焊，第一丝为直流，其电流I＝825～975A、电压V＝31～33V；第二丝为交流，其电流I＝380～450A、电压V＝34～36V；焊丝间距d＝10～14mm，焊接速度V＝1.7～1.9m/min。

所述外焊工序的工艺为：采用双丝串列埋弧自动焊，第一丝为直流，其电流I＝925～1075A、电压V＝31～33V；第二丝为交流，其电流I＝380～450A、电压V＝34～36V；焊丝间距d＝12～16mm，焊接速度V＝1.7～1.9m/min。

所述内焊、外焊工艺均采用高韧性埋弧焊焊剂和焊丝，并采用跟踪精度达到0.25mm的激光焊缝自动跟踪装置。

所述铣边工序的工艺为双铣边工艺：先粗铣I型坡口；然后精铣X型坡口，钝边5.5～6.5mm，坡口角度70～90°。

所述预弯工序的工艺为：采用预弯机对卷板的递送边和自由边进行预弯边，预弯边的尺寸为半径670mm、长度100～130mm。

所述管端扩径工序的工艺为：在钢管管端300mm范围内进行冷扩径，最大扩径量为直径的0.6％；管端周长偏差±1.5mm，椭圆度偏差≤2mm。

本发明的技术关键在于对卷板的铣边设计、预弯边工艺、成型残余应力控制、焊接工艺、管端扩径工艺、无损检测技术的优化和改进。

优选的铣边工序的工艺为双铣边工艺：先粗铣I型坡口；然后精铣X型坡口，钝边5.5～6.5mm，坡口角度70～90°。开坡口的目的是保证板卷在焊接过程中能够焊透，并提高焊接速度，改善焊缝形貌，减小焊接线能量，降低焊接残余应力和焊接热输入对焊接热影响区组织和性能的影响，提高焊缝热影响区的性能。

优选的预弯工序的工艺为：采用预弯机对卷板的递送边和自由边进行预弯边，预弯边的尺寸为半径670mm、长度100～130mm。