[发明专利]一种管材纵长焊缝的形变热处理方法

说明书

技术领域：

本发明属于冶金领域，涉及一种管材的形变热处理方法，尤其是一种管材纵长焊缝的形变热处理方法。

背景技术：

直缝焊接钢管在工业中的应用日益广泛，特别是在石油天然气领域，大到油气输送用的大口径管材，小到下入数千米油井内的油井管，都有取代常规螺旋焊管和无缝钢管的趋势。但是，随着直缝焊接钢管应用的不断深入，苛刻的工况环境对焊缝性能的要求越来越高。

直缝焊接钢管的纵向焊缝组织、性能优化的方法通常采用焊缝局部热处理的方法，如正火、退火等。采用此类热处理方法可以使焊缝的组织性能得到优化，但是优化的效果有限。原因是当热处理对焊缝组织优化较好时，加热温度通常需要高于AC3，当焊缝区域局部加热至AC3以上时，在加热区域边缘又会形成新的热影响区，成为另一个潜在的性能薄弱区。

通过整管热处理消除焊缝组织缺陷时，高于AC3的加热温度使管材在外力作用下容易变形；而加热温度低于AC3时，焊缝组织的优化的效果有限。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种管材纵长焊缝的形变热处理方法，采用中频感应方式将焊缝局部加热至完全奥氏体化温度以上，采用挤压的方式使管材焊缝组织发生一定量的形变，然后采用淬火+亚温正火的热处理方法使管材纵向焊缝与管体的组织与性能基本一致，以提高管材纵长焊缝的组织性能，从而提高管材整体性能和服役安全性。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

(1)在管材成型前，根据管材规格、形变量的大小，纵剪相应宽度的板材、或带材，精确控制板宽及坡口形状。

(2)将板材或带材采用UOE方法精确成型，精确控制开口角、挤压量，成型后的管材采用高频焊、等离子焊、氩弧焊等焊接方法进行焊接，焊后去除外壁焊缝余高。

(3)将焊缝区域采用中频或其他快速加热方式加热到AC3以上，采用可以精确定径的模子或滚轮对管材加热区域沿管材周向施加一定的形变，从而使焊缝区域的组织进行有效控制。

(4)形变热处理后，对焊缝区域实施快速冷却，以确保冷却后获得晶粒细小的组织。形变完成后对挤压后的焊缝余高进行清理。

(5)将全管体加热到两相区，根据需要，对其进行控制冷却。冷却方式为空冷至一定温度后水冷，或快冷到一定温度后空冷、或分段冷却，包括冷却到特定温度后保温，使管材和焊缝区域具有相近的组织和性能。

本发明的有益效果在于：

(1)针对连续焊接的管材，设计了一种改善管材纵长焊缝组织、性能的方法，使焊缝组织、性能明显优化。

(2)本发明采用形变热处理来改善焊接钢管纵向连续焊缝的组织和性能，使其和母材相近。

(3)本发明将形变强化与热处理有机结合，实现了连续流变挤压成型一体化和连续化，实现了管体与焊缝组织、性能基本一致的目的。

(4)具有生产效率高、产品性能好的特点。具有工艺简便、成本低、容易产业化等优点。

具体实施方式：

下面对本发明做进一步详细描述：