管线钢弯管在使用过程中,除要求具有较高的耐压强度外,还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能。油气输送管线弯管用钢管管材的品种:美标牌号及对应国标(B L245NB/L245MB,X42、L290NB/L290MB,X46,XL360NB/L360MB,X56,XL415NB/L415MB,XL450MB,XL485MB,XL556MB)与用于西气东输工程所用的X70管线钢相比,X80管线钢的屈服强度与其相当,但抗拉强度却高于X70管线钢。
管线钢弯管API Spec 5L包括的钢级如下表所示,钢级用*屈服强度的前两位数字表示。ISO 3183和GB/T 9711采用了与API Spec 5L同样的钢级表示法,只是把“X”改为了“L”,屈服强度转化为国际单位制,单位为MPa,并把末尾数圆整到“0”和“5”,例如*屈服强度为600001bf/in2的管线钢,换算成国际单位制时为414MPa,API Spec 5L表示为X60,ISO 3183为L415。
现代管线钢弯管属于低碳或超低碳的微合金化钢,是高技术含量和高附加值的产品,管线钢生产几乎应用了冶金领域近20多年来的一切工艺技术新成就。管线工程的发展趋势是大管径、高压富气输送、高冷和腐蚀的服役环境、海底管线的厚壁化。因此现代管线钢应当具有高强度、低包申格效应、高韧性和抗脆断、低焊接碳素量和良好焊接性、以及抗HIC和抗H2S腐蚀。优化的生产策略是进步钢的洁净度和组织均匀性,C≤0.09%、S&leP&lele并采取微合金化,真空脱气+CaSi、连铸过程的轻压下,多阶段的热机械轧制以及多功能间歇加速冷却等工艺。
我国石油及天然气输送管道通常要求高钢级、大口径及高压力的管线钢,而长输管道的建设必然需要大量与干线管力学性能相匹配的弯管。该弯管是长输管道中服役条件最为苛刻的结构件之一,失效事故在整个管道事故中的比例也是最。弯管随着国内外输送管道距离的增加、钢管壁厚的增大以及管道压力的提高,乂60和乂65级管线钢弯管已经不能满足其力学性能的要求。
西气东输工程在国内首次选用乂70级管线钢,它也是目前我国选用最多的弯管材料之一。但是,在已使用的管线钢弯管中,与X70级管线钢有关的弯管失效事故率较高,乂70级管线钢弯管的制造工艺及性能仍不成熟。
目前,X70级管线钢弯管的热处理技术主要缺陷是:淬火加热通常采用一次性加热至淬火温度,夂70级管线钢弯管组织不均匀,热应力较大;而且冷却方式为油冷,工程成本高、环境污染大,并存在一定的安全隐患,这就需要进一步改进乂70级管线钢弯管的热处理工艺以提高其强韧性能配合,保证工程的安全性、可靠性和经济性。
1.一种X70级管线钢弯管的热处理工艺方法,其特征是:其热处理工艺方法依次包括:
(1)、X70级管线钢弯管成分的选用:选用一种以低碳一锰一钥系为基础,适量添加其他合金元素的X70级管线钢弯管,具体成分是碳的质量分数为0.05%,硅的质量分数为0.19%,猛的质量分数为1.54%,磷的质量分数为0.009%,硫的质量分数为0.001%,铜的质量分数为0.23%,镍的质量分数为0.2%,铌的质量分数为0.07%,钒的质量分数为0.03%,铬的质量分数为0.2%,钛的质量分数为0.02%,钙的质量分数为铝的质量分数为0.03%,钥的质量分数为0.19%,硼的质量分数为氧的质量分数为氢的质量分数为氮的质量分数为同时X70级管线钢弯管的碳当量为0.42%,冷裂纹敏感系数为nbsp;
(2)、热处理技术的确定:确定调质处理即淬火及高温回火作为X70级管线钢弯管的热处理技术;
(3)、淬火工艺:采用在箱式电阻炉中进行,其额定功率为45千瓦,最使用温度为1050摄氏度,控制温差为±5摄氏度;装炉时将X70级管线钢弯管放置于炉内中央位置,并尽量均匀分布放置;将X70级管线钢弯管随炉升温至350摄氏度后保温10分钟,然后升温至650摄氏度后保温10分钟,最后在890-920摄氏度保温26分钟,随后出炉进行水冷却至室温;
(4)、回火工艺:采用在井式电阻炉中进行,其内置风扇,额定功率为32千瓦,最使用温度为650摄氏度,控制温差为±5摄氏度;装炉时将X70级管线钢弯管放置于炉内中央位置,并尽量均匀分布放置;将乂70级管线钢弯管随炉升温至590-620摄氏度,保温60分钟后,出炉进行空冷至室温;
(5)、按照本发明的热处理工艺方法,可以获得综合力学性能优异的X70级管线钢弯管。
管线钢弯管它是采用成套弯曲模具进行弯曲的,无论是哪一种机器设备,大部分都用到弯管,大口径管线钢弯管的主要用途就是输油、输气、输液等。随着管道建设向大口径、高强度方向的发展,管道转向采用的弹性敷设、弯头或冷弯弯管由于在使用和制作工艺上受到一定的客观条件限制,应用数量会逐渐减少,而热煨弯管则随着制作工艺的逐渐成熟,具有良好的应用前景。特别是对于同一直径不同角度的弯管,热煨弯管可进行连续生产,且具有作业线固定,弯管质量可靠,可调性和适用性强等特点,能较好地适应各类油气管道的发展。