[发明专利]一种超低碳X42 钢级高频直缝焊管的制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及HFW高频直缝焊管制造工艺领域，尤其涉及一种用于石油天然气输送管线管的制造工艺。

背景技术

在世界石油天然气生产和输送中，高频直缝感应焊(HFW)高频直缝焊管以其制造成本低、尺寸精度高、定尺长度容易控制等优势获得广泛应用，主要用于陆上、海底的石油、天然气、矿浆的输送，应用前景广阔。

目前我国有上百套HFW高频直缝焊管机组，但大多数厂家只能依靠大型钢厂提供板卷原料，主要生产碳含量不低于0.1％的常规钢级钢管。对于生产延展性较好、并且能获得良好低倍试验结果的超低碳含量0.05％左右的管线管，国内尚无生产厂家。对于超低碳含量0.05％左右的X42钢级高频直缝焊管的性能及生产工艺，国内尚存在空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种超低碳X42钢级高频直缝焊管的制造工艺，采用超低碳、微合金化成分设计，通过控制挤压量、焊接速度以及热处理工艺，制得的高频焊管满足拉伸性能、冲击韧性性能和微观组织要求。

由于材料含碳量较低，材质的延展性和伸缩性较强，控制好焊接前后的挤压量，即挤压前的荒管周长和挤压后的周长之差，挤压量在1～4.5％*D，开口角θ控制在3～6°，进行焊接时，焊接速度V为14～20m/min，焊接成壁厚为7.1mm～13.2mm、管径为323.9mm～610mm的高频直缝焊管。考虑到超低碳具有很好的塑性以及熔化后金属的流动性，在进行挤压焊接时，由于材料本身受到挤压力的作用，本材料较常规碳含量的材料有明显的塑性变形，如果采用常规碳含量的材料的挤压量，会减小焊接时的有效挤压量，即降低了焊接时的挤压力，焊缝的金属没有足够大的挤压力进行重结晶，严重情况下不能将夹杂物挤出，造成焊缝的冲击韧性性能下降，甚至是不合格。采用本专利的挤压量以及相匹配的焊接功率，可增加有效挤压量，在焊接时可有效挤出夹杂物，并使焊缝有足够的挤压力进行有效重结晶，提高焊缝的冲击韧性。

超低碳X42钢级高频直缝焊管用钢可以使用以下质量百分配比：C：0.033～0.06％；Si：0.18～0.22％；Mn：1.04～1.2％；P：0.0064～0.015％；S：0.0006～0.0024％；Ti：0.012～0.018％；V：0.001～0.002％；Al：0.028～0.038％；Ni：0.006～0.013％；Nb：0.018～0.022％；Cu：0.006～0.011％；Cr：0.018～0.03％；Mo：0.04～0.08％；B：0.0001～0.0005％；Ca：0.001～0.003％；Fe：余量。

本发明所述的一种超低碳X42钢级高频直缝焊管制造工艺，采用以下步骤：

1)将C含量为0.033～0.06wt％的超低碳X42钢级高频直缝焊管用钢制成荒管；

2)调整高频感应线圈的输出功率为600-1200KW；调整的目的是使挤压量和功率及焊接速度相匹配，使焊缝性能达到标准要求；

3)挤压荒管，挤压量在1～4.5％*D，D为成品管的外径，开口角θ控制在3～6°；开口角的大小是为保证焊缝的性能；

4)焊接成高频直缝焊管，焊接速度为14～20m/min；

5)对焊缝进行正火热处理，正火热处理的温度为950±20℃，正火后使焊缝在空气中慢慢冷却至400℃以下，经水冷后焊缝温度降至80℃以下。

优选地，制成荒管的工艺采用排辊成型方法。

优选地，在步骤1)之前，将原料钢卷的头部和尾部切除，形成平齐的和钢卷横向方向呈2-5°的切口。

优选地，原料钢卷的板边采用铣边方法，精确控制带钢宽度和板边垂直度。

采用上述制造工艺制得的高频直缝焊管的主要技术指标：

管体：屈服强度290～495MPa；抗拉强度415～760MPa，延伸率≥27％，屈强比不大于0.93。冲击韧性夏比冲击功单值不小于40J，均值不小于85J。

焊缝：抗拉强度不小于415MPa，冲击韧性夏比冲击功单值不小于40J，均值不小于40J。

超低碳X42钢级高频直缝焊管的外径范围为323.9～610mm，壁厚范围为7.1～13.2mm。

具体实施方式

实施例1：

超低碳X42钢级高频焊管材料的化学成分质量百分数：