[发明专利]一种X90级管线钢大口径厚壁直缝埋弧焊管制造方法

说明书

技术领域：

本发明属于石油领域，涉及一种焊管制造方法，尤其是一种X90级管线钢大口径厚壁直缝埋弧焊管制造方法。

背景技术：

管道输送是长距离输送石油天然气时最经济安全、最合理的运输方法，已成为陆地油气输送的主要方式，在国内外均呈蓬勃发展趋势。管道建设的发展趋势是向长距离、高压力、大口径方向发展。

管道输送能力的大小与管材的强度水平、壁厚息息相关，为了更加安全和经济的将油气输送到目的地，长输管线采用的焊管强度级别不断提高，壁厚也有所提高。采用X90作为高压、大输入量天然气输送管线管材，可有效的降低管线建设的成本，具有较大的经济效益。

研究表明，在油气管道建设中，采用X80代替X70，可降低成本7％；采用X90代替X70，则可降低管线建设成本％。同时，与X100管材开发相比，X90管线钢及钢管的研究开发具有更高的可行性，质量更易得到保证。

国内对X90直缝焊管已进行了前期研究，其制造方法的主要集中在薄壁焊管的研究，对于厚壁，特别是大于30mm壁厚焊管的制造还没有类似的报道。专利申请号为201110359356.0的“一种X90管线钢直缝埋弧焊管制造方法”中只涉及了18.4-22.9mm壁厚直缝焊管的制造方法，对于30mm壁厚焊管的制造未涉及，并且在这种超高强度下，也未涉及均匀延伸率指标。本发明中的制造方法可实现X90级Φ1219×24.2-30.4mm厚壁直缝焊管的制造，焊管不但实现了焊接接头的强韧性匹配，并具有较高的均匀延伸率。

众所周知，管线钢管随着壁厚的增加，制造难度急剧增大，特别是管体DWTT性能、低温冲击韧性、屈强比及均匀延伸率等关键指标很难实现，焊缝性能和管体加工尺寸精度也很难满足要求。特别是像X90级Φ1219×24.2-30.4mm这样的超高强度、厚壁埋弧焊管，随着口径和壁厚的增加，成型难度大，易出现成型不均匀、加工硬化严重是、韧性下降的问题。目前，在全球范围内，还未见有这种X90钢级，大口径厚壁且具有较高延伸率直缝埋弧焊管制造技术。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种X90级管线钢大口径厚壁直缝埋弧焊管制造方法，解决了厚壁直缝焊管在成型过程中由于成型不均匀，管体力学性能下降严重的问题以及焊接接头强韧性匹配的问题，为我国X90级大口径厚壁焊管的工业化应用提供参考。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

本发明所采取的技术方案是：

1.采用化学成分为C0.09％、Si0.28％、Mn1.83％、S0.001％、P0.008％、Ni0.42％、Cr0.03％、Cu0.16％、Nb0.049％、V0.025％、Ti0.015％、Mo0.39％、Al0.032％、N0.008％、B0.0005％，余量为Fe，其中碳当量CE_(Pcm)为0.22的X90钢板。

2.采用铁水预处理、转炉炼钢、全流程洁净化处理、控轧控冷等工艺，实现了管体组织为粒状贝氏体+多边形铁素体的双相组织，该双相组织保证焊管除具有较高的强度和良好的低温韧性外，还具有较高的管体均匀延伸率。

3.一种X90级管线钢大口径厚壁直缝埋弧焊管及其制造方法包括以下步骤：钢板超声波检验、铣边、预弯边、JCO成型、预焊、内焊、外焊、焊缝X射线检测、钢管扩径、静水压试验、焊缝超声波检测、管端X射线检测、倒棱、管端磁粉检测、外观质量检查。

4.所述的JCO成型工艺为利用JCO成型机先将经纵边预弯后的外侧钢板进行多次压制，压成“J”形，再将内侧钢板进行多次压制，压成“C”形，最后在钢板的中间压制一次使钢板压成开口的“O”形，开口缝间隙小于230mm，在该冲压工艺中采用小步长，多道次的工序，采用19-21道次单道次的压制次数，单次压下量为1-3mm，不但降低了对设备的要求，并且保证了管坯圆度和焊接边的平直度。

5.所述的预焊工艺为混合气体保护焊，其中气体类别为

CO₂(55％-65％)+Ar(35％-45％)，焊接电流I=900-1100A，焊接电压U=23-27V，焊接速度V=3.5-4.5m/min。