[发明专利]一种X80钢弯管及其弯制工艺

说明书

技术领域

本发明属于钢铁领域，尤其是涉及一种X80钢弯管及其弯制工艺。

背景技术

弯管可根据要求采用无缝钢管、直缝焊管或螺旋焊管等钢管进行弯制。而大口径弯管主要采用直缝焊管、螺旋焊管大口径弯管通过中频加热、弯曲的工艺进行制作。钢管两端固定，采用感应局部加热，在机械的带动下沿一定的弯曲半径以一定的速度运动，局部加热区就会按弯曲半径逐步弯制成具有特定曲率半径的弯管，经变形后的钢管根据性能要求，采用喷水等冷却方式控制其组织和性能达到技术要求规定的性能指标。目前大型弯管生产，多为低强度弯管，对X70钢以上的弯管特别是对X80钢以上的厚壁弯管研究和生产较少。

对X80钢板国内已开始生产，并进行了钢管的生产，其性能水平达到技术标准的要求，如于2004年5月26日授权公告、专利号为ZL01126611.2的中国发明专利，公开了宝钢的“一种低碳低合金钢及所制管材”发明专利，可生产X60-80级的管材。钢管生产仅通过钢板的成型和焊接后即可完成，钢管的性能取决钢板本身和焊接工艺，而钢板是经先进的控轧控冷生产，热加工和热处理有机结合，保证了钢板以至钢管达到高的强韧性配合。但弯管的生产与钢管生产明显不同，钢板经焊制成钢管后，在弯制过程中，还需两次加热过程，必然导致控轧控冷钢板组织的变化和性能的降低。弯制后采用喷水冷却，虽在一定程度上能减小性能下降的程度，但由于加热和冷却的连续空间条件的限制，因此效果不会很显著，所以采用普通X80钢管弯制成的弯管难以达到X80钢性能的要求。另外再加热温度及冷却速度会直接影响材料的室温组织和性能，特别是厚壁弯管，由于冷却速度过低，会导致弯管的性能显著降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服普通X80钢在弯制过程中因加热、弯制、冷却导致弯管性能降低的弊病，提供了一种X80钢弯管及其弯制工艺，所生产弯管的强度大于555MPa，低温冲击韧性大于120J，性能完全能够满足X80钢弯管的技术要求，可用作石油、天然气高压输送用X80弯管。

本发明要解决上述的技术问题是通过以下的技术方案实现的：

一种X80钢弯管，由X80钢制成，所述X80钢化学成分的重量百分比组成为：

C 0.06～0.15％，Si 0.1～0.3％，Mn 1.4～2.0％，P≤0.015％，S≤0.01％，Cr 0～0.45％，Mo 0～0.3％，Cu 0～0.3％，Ni 0～0.5％，Nb 0.05～0.15％，Ti 0～0.06％，V 0～0.06％，控制碳当量Ceq 0.36～0.44％，冷裂系数Pcm 0.17～0.23％。

上述X80钢弯管的管径为508～1422mm、壁厚为15～40mm、曲率半径为3～10m。

上述X80钢弯管的弯制工艺，是采用X80钢控轧钢板制造钢管，再采用感应加热弯曲工艺，感应加热温度为950～1100℃，弯制速度20～80mm/s，钢管加热弯制后，迅速喷水冷却，冷却速度大于15℃/s。

作为本发明的一种改进，当弯管管径为508～1016mm、壁厚为15～30mm时弯曲速度为20～80mm/s；弯管管径为1016～1422mm、壁厚为20～40mm时，弯曲速度为20～50mm/min；弯管壁厚大于26mm时，采用外部喷水冷却的同时在弯管内部增加喷雾冷却。

本发明所提供的上述成分的X80钢，C及其它合金元素如Mn、Mo、Ni、Cu、Nb等的总合金含量按碳当量Ceq必须大于0.36％，其中C含量必须大于0.06％，保证弯管材料具有高的淬透性，从而保证弯制冷却后获得贝氏体组织或贝氏体+马氏体组织；但由于弯管在实际施工时，还需要与管线钢管进行对接焊接，其可焊性也是应该重视的关键问题，因此，其总合金含量按碳当量Ceq必须小于0.44％，其中C含量必须小于0.15％。

上述材料经控制轧制和控制冷却轧制成钢板，采用埋弧自动焊制成直缝或螺旋钢管。钢管通过感应圈两端固定在弯管机上，其中一端可延特定半径的转动，感应圈的宽度为20～40mm，感应圈内通高压冷却水，在感应圈的弯管推进方向面上，均匀开设出水孔，使加热的钢管直接在弯制过程中喷水冷却。