[发明专利]一种服役酸性环境输送钢管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金行业的钢管制造方法，具体的说，是涉及服役于酸性环境的输送用钢管的制造方法。

背景技术

目前，酸性环境中使用的输送钢管通常采用无缝钢管，例如，公开号为CN101146924的中国发明专利“抗硫化物应力裂纹性优良的油井管用钢及油井用无缝钢管的制造方法”中提出了一种可用于酸性环境的油井用无缝钢管，无缝钢管采用较高的碳含量和合金元素提高耐腐蚀性，但存在壁厚不均均、几何尺寸精度低、冲击韧性较低且生产成本高等缺陷。

服役于酸性环境的高频焊接(HFW)输送管线钢管是输送石油/天然气用管道中一种特殊的专用高品质钢管，由于工作环境在一定的酸性条件和温度条件下，耐酸性高频焊接输送钢管相比普通不锈钢管与无缝钢管具有成本低，抗氢致裂纹及抗硫化物应力腐蚀性能优异的优点，在输送含H₂S的油、气用管道领域得到优先使用。

API SPEC 5T是美国石油学会(American Petreleum Instiute，简称“API”)编制并发布的在世界各地通用的套管和油管规范。根据美国API钢管标准，X65MS级服役酸性环境钢管适用于H₂S分压在0.3KPa～20KPa范围，环境温度≤150℃的条件，因此达到X65MS级要求的钢管可广泛适用于含H₂S腐蚀介质的油、气的输送管线。

服役酸性环境输送管线用钢管在国内年需求量呈现出逐年上升的趋势，由此研制符合X65MS级要求的服役酸性环境HFW输送管具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的是现有技术在原料轧制过程中板材中心带状组织较严重，在制管过程由于残余应力和热处理状态不佳而导致钢管组织均匀性差等问题造成的钢管耐腐蚀能力差的技术问题，提供一种使产品抗H₂S性能显著提高的服役酸性环境输送钢管制造方法，该方法制造的钢管具有抗氢致裂纹及抗硫化物应力腐蚀性能，具有高强度和抗高压效果，能够降低成本，可以满足酸性服役条件下钢管的使用。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种服役酸性环境输送钢管的制造方法，该方法的工艺流程包括原料检验、开卷对焊、活套储料、钢板铣边、钢管成型、钢管焊接、焊缝热处理、空冷水冷、钢管定径、钢管矫直和钢管切断，其特征在于，

所述原料的化学成分重量百分比为C≤0.1％，Mn≤1.6％，P≤0.02％，S≤0.002％，Nb+V+Ti≤0.15％，Pcm≤0.22％，Ca/S＞1.5，余量为Fe；

所述钢管焊接采用高频感应焊；

所述焊缝热处理包括以下流水工序：

a.三架中频热处理机进行在线淬火：第一架中频热处理机的出口温度为850±30℃，第二架与第三架中频热处理机的出口温度均为960±30℃；

b.快速水冷：水冷后钢管温度不超过180℃；

c.三架中频热处理机进行在线回火：第四架至第六架中频热处理机的出口温度均为620±30℃。

所述原料的金相组织为针状铁素体。

所述钢管焊接的焊缝开口角度为3度～5度。

所述焊缝开口角度为3.5度。

所述钢管焊接采用氮气保护。

所述氮气保护焊接的气体流量保持为35～37Nm³/h，压力保持为1.3～1.7kg/m²。

所述钢管焊接的焊接挤压量为4mm～8mm。

本发明的有益效果是：

本发明从原料成分和金相组织的选择，焊接机制的完善，热处理工艺的改善，保证了焊缝的耐腐蚀性能，确定了服役酸性环境HFW钢管的制造工艺，保证了产品质量满足耐酸性环境输送管线钢管的要求，相比采用不锈钢管与无缝钢管作为输送管线，能够达到降低制造成本和缩短制造周期的目的。

具体地，通过对原料化学成分尤其是C、Mn和有害元素S、P的限定以及针状铁素体组织的限定，提高组织均匀性，减小偏析和带状组织，保证钢管的抗H₂S的能力提高。

通过钢管的成型和定径来控制钢管残余应力，通过焊缝在线热处理来控制热处理状态，减少及避免制管过程造成的残余应力和控制热处理状态，达到从工艺控制上提高钢管的抗H₂S的能力。