[发明专利]一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于油气管道用复合材料制备技术领域，具体涉及一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法。

背景技术

油气管道可长距离输送天然气、原油或成品油，输送距离可达数百、数千公里，单管年输油量在数百万吨到数千万吨之间，个别有达1亿吨的，管径多在200mm以上，目前最大的为1220mm。管道运输是石油及天然气最主要的运输方式，与铁路、公路、水运等运输方式相比，它具有运输量大、密闭安全、便于管理、易于实现远程集中监控等优点，在全世界应用广泛且发展迅速。但是，由于油气介质易燃、易爆和易扩散，因此无论是早期使用的铸铁管，还是当今普遍采用的优质钢管，油气管道都容易在使用一段时间后发生腐蚀，造成油气管道的泄露或破裂事故，易导致人身伤害、设施破坏和环境污染等严重后果。因此，开发新型油气管道用材已迫在眉睫。钛/管线钢复合板综合钛材优良的耐腐蚀性和钢板的高强度，已被广泛地应用到石油天然气、化工领域中。但是现有钛/管线钢复合板产品中，其基材一般为普碳钢或低合金钢，无管道专用钢种，因此未被用于油气管道中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法。该方法采用冲击性能优良的超厚管线钢为基层材料，通过特定的炸药和布药工艺，利用爆炸复合法和轧制法相结合的工艺过程，将基层钢板和复层钛板复合制备油气管道用超长钛管线钢复合板，该复合板的剪切强度不低于180MPa，且满足GB8547-2006、ASTM B898-2005和API标准要求，利用该复合板制备的单根油气管道的长度可达到8000mm以上，迎合了石油天然气管道用材的超长需求，可作为油气管道用材。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、采用电弧焊的方法在基层钢板的长边中间位置处焊接金属块，采用氩弧焊的方法在复层钛板的长边中间位置处焊接金属板；所述基层钢板为在0℃下冲击功不小于100J的管线钢板，基层钢板的长度为1500mm～4000mm，宽度为500mm～3000mm，厚度为50mm～120mm，所述金属块的材质与基层钢板的材质相同；所述复层钛板的长度为1500mm～4000mm，宽度为500mm～3000mm，厚度为6mm～12mm，所述金属板的材质与复层钛板的材质相同；

步骤二、分别对步骤一中焊接有金属块的基层钢板的待焊接面和焊接有金属板的复层钛板的待焊接面进行打磨处理，至表面粗糙度均不大于5μm；

步骤三、在步骤二中经打磨处理后的基层钢板上均匀设置多个支撑物，将经打磨处理后的复层钛板置于支撑物上，将传爆药和爆炸复合用药覆盖于复层钛板上，然后在所述金属板上设置起爆药，进行爆炸焊接制备复合板；所述传爆药布置在复层钛板上靠近金属板的一端，传爆药的布药宽度为10mm～20mm，所述爆炸复合用药由铵油炸药、木粉和滑石粉混合制成；所述支撑物的材质与复层钛板的材质相同；

步骤四、采用超声波探伤检验步骤三中所述复合板，筛选出结合率不低于99％的复合板，再对结合率不低于99％的复合板进行力学性能检验，选取剪切强度不小于300MPa的复合板为坯材；

步骤五、对步骤四中所述坯材进行校平处理，控制坯材的不平度不大于2mm/m，对校平处理后的坯材进行机械切割处理，然后在升温速率不大于50℃/h的条件下对经切割处理后的坯材进行退火处理；所述退火处理的温度为700℃～950℃，时间为2h～8h；

步骤六、对步骤五中经退火处理后的坯材进行轧制处理，得到板材，采用超声波探伤检验所述板材，筛选出结合率不低于99％的板材，再对结合率不低于99％的板材进行校平处理，控制板材的不平度不大于2mm/m，然后切割处理得到长度为8000mm～20000mm，宽度为500mm～3000mm，厚度不小于10mm的油气管道用超长钛/管线钢复合板；所述轧制处理的道次压下率为15％～35％。

上述的一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属块的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与基层钢板的厚度相同，所述金属板的长度为100mm，宽度为50mm，厚度与复层钛板的厚度相同。

上述的一种油气管道用超长钛/管线钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述起爆药由铵油炸药和2,4,6-三硝基甲苯混合制成，所述起爆药中2,4,6-三硝基甲苯的质量含量为10％～20％，余量为铵油炸药。