一种低温抗延性断裂X60Q管线管制造方法与流程

专利2026-05-02  0


本发明涉及黑色金属压力加工领域,尤其涉及一种低温抗延性断裂x60q管线管制造方法。


背景技术:

1、大输送量、降低成本是长距离油气输送管道是目前油气输送所追求的目标,因此高钢级、大口径、大壁厚、高压力则是实现这一目标最有效途径,为了保证油气管道输的送安全性,就要求油气输送管线具与钢级和输送压力所匹配的止裂韧性。管线管的钢级越高、口径越大、输送压力越大,所需的止裂韧性就越高,特别是针对低温区域,要求-45℃冲击断口具有足够的剪切韧性,api 5l标准要求冲击端口的剪切面积比≥85%,而大的剪切面积比又意味着高的冲击韧性,以此可以避免输气管道发生脆性断裂扩展,并控制延性裂纹的扩展。在高纬度特别是针对我国北部区域、西北、俄罗斯地表温度有的可达-40℃甚至更低,冲击韧性剪切面积比和温度是一对矛盾的关系,温度越低,冲击韧性越低剪切面积比也越低,钢管的抗止裂性能也越差。本发明则是采用低c、低s、低p、低o、无mo无cr,及少量的微化合金元素v+ti的成分设计体系,满足长距离油气输送对钢管低温止裂韧性的要求。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种低温抗延性断裂x60q管线管制造方法,采用低c、低s、低p、低o、无mo无cr,及少量的微化合金元素v+ti的成分设计体系,通过调质热处理,生产出满足长距离油气输送对钢管低温止裂韧性要求的x60q管线钢管。

2、为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:

3、本发明一种低温抗延性断裂x60q管线管制造方法,包括:连铸圆管坯环形炉加热→穿孔→热连轧→脱管→定(张减)径→冷床冷却→锯切→矫直→热处理→探伤→水压→打包入库;其中:

4、连铸圆管坯在环形炉加热炉的加热温度为:加热一段950℃~1000℃,加热二段1000℃-1100℃,加热三段1100℃-1250℃,加热四段1230-1280℃,加热五段1230℃-1280℃,加热六段1230-1260℃;保温时间为4-6小时;

5、圆管坯经环形炉加热后出炉进行穿孔,穿孔温度为1200℃~1280℃;钢管的轧制温度控制为1000℃~1150℃;定机对连轧管尺寸进行最终的调整;

6、轧制成所要求规格的钢管进行调质热处理,淬火温度为930℃±10℃,保温时间30分钟-50分钟,冷却方式采用内喷外淋,冷却介质为水,回火650℃±10℃,保温时间45分钟-80分钟,然后出炉空冷;

7、所述低温抗延性断裂x60q管线管的质量百分比的化学成分为c:0.08-0.12%、si:0.20-0.40%、mn:1.40-1.55%、v:0.05-0.07%,ti:0.005-0.020%,al:0.005-0.045%,p:≤0.018%,s:≤0.003%,其余为fe和杂质元素。

8、进一步的,所述低温抗延性断裂x60q管线管的质量百分比的化学成分为c:0.08%、si:0.20%、mn:1.40%、v:0.05%,ti:0.005%,al:0.005%,p:0.018%,s:0.003%,其余为fe和杂质元素。

9、进一步的,所述低温抗延性断裂x60q管线管的质量百分比的化学成分为c:0.09%、si:0.25%、mn:1.44%、v:0.06%,ti:0.008%,al:0.015%,p:0.015%,s:0.002%,其余为fe和杂质元素。

10、进一步的,所述低温抗延性断裂x60q管线管的质量百分比的化学成分为c:0.10%、si:0.30%、mn:1.48%、v:0.07%,ti:0.010%,al:0.025%,p:0.011%,s:0.003%,其余为fe和杂质元素。

11、进一步的,所述低温抗延性断裂x60q管线管的质量百分比的化学成分为c:0.11%、si:0.35%、mn:1.52%、v:0.05%,ti:0.013%,al:0.035%,p:0.009%,s:0.003%,其余为fe和杂质元素。

12、进一步的,所述低温抗延性断裂x60q管线管的质量百分比的化学成分为c:0.12%、si:0.40%、mn:1.55%、v:0.07%,ti:0.015%,al:0.045%,p:0.006%,s:0.002%,其余为fe和杂质元素。

13、与现有技术相比,本发明的有益技术效果:

14、低c含量是控制材料低温韧性最有效的手段,碳含量越低,低温冲击韧性就越好,但为了同时兼顾管线管的高强度,需同时配以适当的mn含量,同时加入了微合金化元素v和ti,v能在中温区沉淀析出细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,当它在高温融入奥氏体的时候又可以提高钢的淬透性,改善管线钢管天然淬透性不足的缺陷,加入细化晶粒元素ti,细化铸坯的晶粒,增加连铸坯的等轴晶缩小柱状晶区,同时v+ti属于微合金钢,合金加入量少,成本也低。

15、在加热一段采用950℃-1000℃加热制度进行缓慢加热,加热温度低,不利于加热效率的提升,加热温度高,冷坯易因应力过大而产生裂纹,因此温度设定为950℃-1000℃,缓慢加热,既能提高效率,又不会因应力过大而产生裂纹,加热二段和加热三段采用具有梯度温度的加热制度进行温度提升,保证管坯整体加热升温过程中不出现阴阳面,加热四段~加热六段设置温度一致,保证最终钢管整体加热均匀通透,为后续热轧做准备。

16、保证连铸圆管坯出炉后穿孔温度控制在1200℃-1280℃,穿孔为无缝钢管变形最为剧烈的区域,也是最容易产生钢管缺陷的区域,将穿孔温度设定在钢管塑性最好的区域,控制钢管内外表面质量,同时保证后续热轧和控制定(张减)也在形变良好的温度区域范围。

17、热处理采用调质处理,淬火温度加热为930℃±10℃,该淬火温度较普通管线钢种加热温度高约30℃,主要是为了保证钢管出淬火炉后内喷外淋前的钢管温度完全处于奥氏体区,使得淬火充分,防止淬火前出现两相组织恶化钢管性能,同时在650℃下进行回火,该温度属于高温回火,得到的回火索氏体具有强度和韧性良好的匹配。



技术特征:

1.一种低温抗延性断裂x60q管线管制造方法,其特征在于,包括:连铸圆管坯环形炉加热→穿孔→热连轧→脱管→定径→冷床冷却→锯切→矫直→热处理→探伤→水压→打包入库;其中:

2.根据权利要求1所述的低温抗延性断裂x60q管线管制造方法,其特征在于,所述低温抗延性断裂x60q管线管的质量百分比的化学成分为c:0.08%、si:0.20%、mn:1.40%、v:0.05%,ti:0.005%,al:0.005%,p:0.018%,s:0.003%,其余为fe和杂质元素。

3.根据权利要求1所述的低温抗延性断裂x60q管线管制造方法,其特征在于,所述低温抗延性断裂x60q管线管的质量百分比的化学成分为c:0.09%、si:0.25%、mn:1.44%、v:0.06%,ti:0.008%,al:0.015%,p:0.015%,s:0.002%,其余为fe和杂质元素。

4.根据权利要求1所述的低温抗延性断裂x60q管线管制造方法,其特征在于,所述低温抗延性断裂x60q管线管的质量百分比的化学成分为c:0.10%、si:0.30%、mn:1.48%、v:0.07%,ti:0.010%,al:0.025%,p:0.011%,s:0.003%,其余为fe和杂质元素。

5.根据权利要求1所述的低温抗延性断裂x60q管线管制造方法,其特征在于,所述低温抗延性断裂x60q管线管的质量百分比的化学成分为c:0.11%、si:0.35%、mn:1.52%、v:0.05%,ti:0.013%,al:0.035%,p:0.009%,s:0.003%,其余为fe和杂质元素。

6.根据权利要求1所述的低温抗延性断裂x60q管线管制造方法,其特征在于,所述低温抗延性断裂x60q管线管的质量百分比的化学成分为c:0.12%、si:0.40%、mn:1.55%、v:0.07%,ti:0.015%,al:0.045%,p:0.006%,s:0.002%,其余为fe和杂质元素。


技术总结
本发明公开了一种低温抗延性断裂X60Q管线管制造方法,包括:连铸圆管坯环形炉加热→穿孔→热连轧→脱管→定径→冷床冷却→锯切→矫直→热处理→探伤→水压→打包入库;质量百分比的化学成分为C:0.08‑0.12%、Si:0.20‑0.40%、Mn:1.40‑1.55%、V:0.05‑0.07%,Ti:0.005‑0.020%,Al:0.005‑0.045%,P:≤0.018%,S:≤0.003%,其余为Fe和杂质元素。本发明采用低C、低S、低P、低O、无Mo无Cr,及少量的微化合金元素V+Ti的成分设计体系,协同本申请的工艺,满足长距离油气输送对钢管低温止裂韧性的要求。

技术研发人员:张行刚,余泽金,汪超,裴福莉,石晓霞,王栋,郭志文,罗忠辉,詹飞,雷鸣
受保护的技术使用者:包头钢铁(集团)有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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