[发明专利]一种大口径X80直缝埋弧焊管的制备方法

说明书

一种大口径X80直缝埋弧焊管的制备方法，钢的化学组成质量百分比为C≤0.05，Si≤0.30，Mn≤1.80，P≤0.015，S≤0.005，Als=0.015~0.050，Nb=0.040~0.080，Ti=0.008~0.025，V≤0.030，Cr≤0.30，Mo≤0.30，Ni=0.20~0.40，Cu≤0.30，B≤0.0005，N≤0.0040，且Ti/N≥3.42，余量为Fe和不可避免的杂质。关键工艺步骤包括钢板轧制；钢板回火；钢管成型、扩径、静水压；钢管回火。本发明X80管线钢的板‑管性能差异小，钢板和钢管的屈服强度均≥555MPa，且二者屈服强度差≤20MPa；DWTT落锤断口FATT85温度相近，从而钢管的DWTT落锤止裂性能得以大幅提高。

技术领域

本发明属于管线钢生产技术领域，特别是涉及一种大口径X80直缝埋弧焊管的制备方法。

背景技术

管道输送具有高效、安全、可靠、经济、单向、连续、环保等诸多优点，是长距离输送石油、天然气最经济、合理的运输方式。目前大口径、高压力已成为管道工程建设的基本方向。高压力意味着对管线钢的强度要提出更高的要求，近年来，X80已开始批量投入使用，如美国的夏延输气管道、俄罗斯的巴法联科-乌恰天然气管道、中国的西气东输干线等。大口径X80管线钢能够显著提高输送效率，进而提高管道运营的经济效益。

直缝埋弧焊钢管具有生产效率高、椭圆度小、壁厚偏差小、外观尺寸精整度高等特点。对大口径管线，或断裂带、河流、隧道、公路、铁路等穿越管道，宜采用直缝埋弧焊钢管。但是大口径X80管线钢采用直缝埋弧焊制管时，成型、扩径以及静水压过程将产生变形和应变，制管后又要在200~250℃温度下进行防腐涂层处理，因此将不可避免地产生应变时效。有关文献表明，对管径为φ1422mm的X80管线钢，采用0.5%~0.6%的制管扩径率，平均屈服强度增量为58MPa，平均抗拉强度增量为13MPa，平均屈强比上升量为0.07；当制管扩径率增加至0.7%~0.8%时，平均屈服强度增量为94MPa，平均抗拉强度增量为16MPa，平均屈强比上升量为0.13。为此，目前有一种常用的大口径X80管线钢的设计思路：将钢板屈服强度降低至500MPa左右，然后通过应变时效，使钢管的屈服强度达到X80级别，从而实现强度和屈强比的匹配。然而，进行环焊时，容易引起焊接接头的软化。而且，大口径X80直缝埋弧焊制管后，除导致屈服强度和屈强比显著上升之外，还会使DWTT落锤止裂性能将明显下降。根据行业内经验，通常钢板比钢管的DWTT试验温度要降低-15℃。由此可见，现有的大口径X80直缝埋弧焊管的制造工艺使得板-管性能差异非常明显。

发明内容

本发明旨在提供一种减小板-管性能差异的大口径X80直缝埋弧焊管的制备方法，钢板和钢管的屈服强度均≥555MPa，且二者屈服强度差≤20MPa，DWTT落锤断口FATT85温度相近。

本发明的技术方案：

一种大口径X80直缝埋弧焊管的制备方法，钢的化学组成质量百分比为C≤0.05，Si≤0.30，Mn≤1.80，P≤0.015，S≤0.005，Als=0.015~0.050，Nb=0.040~0.080，Ti=0.008~0.025，V≤0.030，Cr≤0.30，Mo≤0.30，Ni=0.20~0.40，Cu≤0.30，B≤0.0005，N≤0.0040，且Ti/N≥3.42，余量为Fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤包括：

（1）钢板轧制：采用两阶段控制轧制，粗轧结束温度≥1020℃，精轧开轧温度≤920℃，终轧温度为780~820℃；轧制后弛豫30~150s，控制冷却速度为10~16℃/s，返红温度为400~500℃；

（2）钢板回火：回火温度为400~500℃；

（3）钢管成型、扩径、静水压：成型工艺采用JCOE成型，其成型步数为24~30步；扩径率采用0.4%~1.5%；静水压试验压力为528~555MPa；