[发明专利]一种带焊接接头的高强韧性X70管线钢弯管

说明书

本发明涉及管线钢管生产领域，特别涉及一种带焊接接头的高强韧性X70管线钢弯管。所述X70级管线钢采用低碳低合金成分，保证韧性和焊接性能的同时提供可观的强度富余量；所述制备方法先采用四丝埋弧自动焊，得到直焊缝母管；然后调整热煨弯制和冷却参数，合并热煨弯制和控制冷却过程，得到弯管及其焊接接头；最后进行回火热处理并风冷至室温。本发明公开的方法，工艺流程简化，大幅度改善了管线钢弯管及其焊接接头因热煨弯制而导致的力学性能下降，所得X70级管线钢弯管及其焊接接头晶粒细小且第二相弥散，生产的X70级管线钢弯管及其焊接接头表现出优良的强度和低温冲击韧性，能适应高压输送条件，同时满足低温环境下的服役需求。

技术领域

本发明涉及管线钢管生产领域，特别涉及一种带焊接接头的高强韧性X70管线钢弯管。

背景技术

目前，石油和天然气等化石能源仍然是人类社会需要的主要能源，是经济社会发展的命脉，但是全球油气资源分布及其不均匀，大部分油气输送必须依赖长距离输送管道。管线钢和管线钢管是管道工程的基础，管线钢和管线钢管的发展关系着世界经济的发展和社会的进步。我国属于缺油、少气的国家，且油气资源的产出地和需求地呈逆向分布，油气资源多分布在环境恶劣的边远地区，因此，高性能油气长输管道的建设变得尤为重要。为了提高油气输送能力，管道朝着高输送压力和大口径方向发展，这对管线钢管的强度提出较高要求。长距离油气输送管道需适应复杂的气候条件和地理环境，某些管道线路，如中俄东线油气输送管道，需经过小兴安岭森林地区等极寒气候地域，面对永冻土等恶劣条件的威胁，对管线钢管的低温冲击韧性提出较高要求。热煨弯管是长输管道中服役条件最为严苛的结构件之一，容易在恶劣的内部和外部服役环境条件下失效，而管线钢弯管上的焊接接头，失效敏感性则更高，因此，为了保障管道输送的安全性，管线钢弯管及其焊接接头的强度和低温冲击韧性是否满足要求至关重要。

在现有技术中，

专利CN110592360B公开了一种具有优异低温韧性的X80弯管焊接接头的热处理方法，其通过热煨弯制后的正火和高温回火热处理，简化工艺流程，在保证优异低温韧性的同时获得较高综合力学性能。但是，该方法采用的正火热处理工艺相比于调质处理，不利于提高管线钢弯管的强度。

专利CN104313286B公开了一种X70级管线钢弯管的热处理工艺方法，其分别通过箱式电阻炉和井式电阻炉对热煨弯管进行淬火和回火处理，获得的弯管强度高、韧性好、屈强比低。但是，该方法的调质处理过程需要将热煨弯管重新加热，且加热过程采用逐级加热，不利于工序的简化和生产效率的提高。同时，该专利并未涉及到焊接以及如何提升焊接接头强度以及低温韧性的相关记载。

专利CN108637603A公开了一种提高X70热煨弯管焊接接头低温冲击韧性的方法，其通过热煨弯制和调质处理，提高热煨弯管焊接接头的-45℃冲击韧性。但是，该方法调质处理的步骤和参数过于传统，制品性能的提高有限。

同时，经检索还发现，X70级管线钢弯管的制备技术主要缺陷是：

管线钢弯管用钢的合金化设计往往通过添加各种贵重金属来提高强韧性，提高了合金化成本；焊接工艺会对焊接接头的性能产生重大影响，而以往的管线钢弯管专利对焊接工艺和焊接材料的选择涉及较少；管线钢弯管在热煨弯制后通常采用调质处理来提高其强韧性，但传统调质处理需要重新加热，增加了工序，降低了生产效率；管线钢弯管在调质处理过程中，冷却过程常采用水冷淬火，且直接淬火至室温，但水在500～650℃中温范围内难以有效淬透制品，在200～300℃的温度范围内冷却能力过强，容易使制品产生微裂纹，甚至变形，水冷不利于制品强韧性的提高；管线钢弯管在调质处理过程中，高温回火后通常采用空冷，弯管焊接接头在回火脆性温度区间长时间停留，不利于其低温韧性的改善。

发明内容