[发明专利]一种X70或X80抗大变形钢管生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种X70(横向屈服强度为485～635MPa)大变形钢管或X80(横向屈服强度为555～705MPa)大变形钢管生产方法。

背景技术

近年来能源结构的变化以及对能源需求的增长，极大地促进了长距离输送管线的发展。为提高输送效率，降低工程投资，长距离石油天然气输送管线用钢不断向高钢级发展。但是一些管线工程建设不得不穿过一些严寒、滑坡、地震带等复杂地质地貌条件地区，以西气东输二线为例，西二线管道沿线经过相当长的强震区和22条活动断层。当发生地震等灾害时，这些地区的管道将产生较大的位移，必须进行应变控制，即进行基于应变的设计，并同时采用具有较大均匀塑性变形容量的抗大变形管线钢。

对于基于应变设计地区使用的抗大变形管线钢管来说，不仅要考虑普通地区使用钢管的强度和韧性等要求，还要对钢管的纵向变形能力做出规定，即对应变时效前后纵向拉伸试验的应力应变曲线和塑性变形容量指标进行规定。通常情况下，钢级越高管线钢要获得较大的塑性变形容量越困难，同时，高钢级管线钢管在防腐涂覆过程中应变时效的作用会产生强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象；此外，钢管在长期的服役过程中的也会产生应变时效现象。这就对抗大变形管线钢板生产工艺提出了更高的挑战。中国专利20091007666.8提出了一种生产X80级抗大变形管线钢中厚板的方法。但该工艺生产的X80抗大变形管线钢只考虑了均匀塑性变形延伸率、屈强比两个因素，对大变形管线钢的概念没有充分理解，因而生产的产品并非真正意义的抗大变形管线钢。中国专利96190145.4提出了一种具有低屈强比和优良低温韧性的高强度干线用管钢，该工艺生产的管线钢具有较低的屈强比，但与真正的抗大变形管线钢还存在一定差距。

制管工艺的不同也会严重影响抗大变形管线钢的性能。高强度钢管的生产过程包括成型和焊接，其成型方式主要有UOE和JCOE，而焊接方式主要采用埋弧自动焊接。目前国外企业已经通过UOE工艺开发出了X80大变形钢管，中国专利200710185346.3通过JCOE工艺生产的钢管只考虑的成型方便及强度指标达到有关标准的要求，而未考虑到成型工艺对钢管塑性的影响，及钢管成型后涂覆工艺对钢管时效性能及塑性变形容量的影响，不适合生产抗大变形钢管。如何保证成型后钢管的塑性变形性能在容许范围内是抗大变形管线钢开发急需解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种X70/X80抗大变形钢管生产方法。该工艺生产的X70和X80抗大变形钢管能满足普通钢管强度和韧性要求的同时，X80抗大变形钢管应变时效前后纵向拉伸试验的应力应变曲线和塑性变形容量指标均能满足《西气东输二线天然气管道工程基于应变设计地区使用的直缝埋弧焊管补充技术条件》的要求，X70抗大变形钢管应变时效前后纵向拉伸试验的应力应变曲线和塑性变形容量指标均大幅优于

《西气东输二线天然气管道工程基于应变设计地区使用的直缝埋弧焊管补充技术条件》的要求。

本发明所述的X70/X80抗大变形钢管生产方法的总体技术方案思路是：通过合理的冶金成分设计，采用微合金化技术来保证管线钢的具有足够高的抗拉强度；通过优化控制轧制和控制冷却工艺来确保管线钢具有合适的横向和纵向屈服强度和塑性以及横向低温韧性。

本发明所述的X70/X80抗大变形管线钢管生产方法的总体技术方案思路是：通过合理的JCO工艺提高钢管成型过程中的尺寸精度，减少扩径量，降低制管过程中造成的预应变量，严格控制防腐涂覆温度，降低时效对钢管性能的影响，确保抗大变形钢管满足普通管线钢管强度和韧性要求的同时，应变时效前后纵向拉伸试验的应力应变曲线和塑性变形容量指标均能满足《西气东输二线天然气管道工程基于应变设计地区使用的直缝埋弧焊管补充技术条件》的要求。

具体方案为：

(1)一种X70/X80抗大变形管线钢板，其组成成分的重量百分比为：C：0.035～0.08％，Mn：1.55～1.90％，Si：0.15～0.3％，S：≤0.0030％，P：≤0.015％，Nb：0.025～0.070％，Ti：0.015～0.035％，V：0.02～0.050％，Mo：0.10～0.30％，Cu：0.10～0.30％，Ni：0.15～0.35％，Cr：0～0.30％，限制元素B：≤0.00050％，Ca：≤0.009％，N：≤0.008％，O：≤0.002％，其余为铁和不可避免杂质。