[发明专利]一种双金属复合钢板制三通制造工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及用轧制的方式生产金属管、金属管的处理和管道系统技术领域，特别是一种双金属复合钢板制三通制造工艺方法。

背景技术

在国内进行双金属复合钢管件(管线钢+N08825)试制之前，国外的管件生产企业已经生产出了复合管件产品，并且在土库曼斯坦天然气管道输送工程一期项目，已经应用，但是国外产品的镍基合金层采用的是堆焊工艺，从技术角度上看，存在着难度，并且价格昂贵、供货周期较长，所以二期工程中石油立足支持国内在以往油气管道有着成熟经验和良好业绩的几家供应商进行新产品的试制。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械性能稳定、效率高的双金属复合钢板制三通制造工艺方法。

本工艺通过对三通用钢板成分分析研究，三通焊接工艺及三通热处理后性能分析，确定焊材选取、焊接工艺参数及热处理工艺，使成形和热处理后三通的机械性能和金相组织满足标准要求。

选取合适焊材及合理焊接工艺；

采取多次淬火的热处理工艺。

三通制造主要工艺步骤(见图1)：

(1)原材料的采购、复检：

采购属于冶金复合的爆炸复合钢板(高强钢+镍基合金钢)，并对采购的材料进行化学成

分、机械性能、粘接强度、抗腐蚀性能等检验与试验，同时逐张进行超声波检测，检测

基层材料是否存在内部缺陷和结合面是否有剥离现象。

(2)焊接热处理模拟实验、产品工艺预定

在经过复检合格的原材料钢板上割取三块300mm*600mm的试板，沿长边方向在板宽的中间用等离子开出X型的坡口，并将坡口打磨出金属光泽去除切割的热影响区，把该三块试板按照评定合格的焊接工艺模拟卷管焊接的焊接方式用N06625焊丝和CHE607GX焊条焊接成为焊接试板，焊接试板经过无损检测合格后，确定两种材料的共同适用的热处理温度参数范围，在此范围内，优选出最适用的具体加热和热处理参数；

(3)下料、钢管的预制

根据产品及工艺要求，按工艺图纸在钢板上画线、切割下料，选用数控切割机切割；设计专用切割生产区，保证材料下料的准确；

(4)卷管焊接

根据工艺要求，在卷板机上将钢板卷成圆筒形状，并对管坯纵缝进行焊接，校圆后形成制造三通的坯料；在卷板前，覆层表面铺盖上纤维板，避免卷制过程中出现覆层金属划伤和覆层与碳钢工装设备接触，保证开好X型坡口后对口处无错边和直边现象，将坡口内用机械俢磨的方法去除热切割的热影响区后，用不锈钢钢丝轮将坡口内及两侧各50mm内表面打磨干净，按照评定合格的焊接工艺对管坯的基层、过渡层、覆层逐层进行焊接，焊接期间随时监测基层、过渡层、覆层焊接厚度，达到标准要求，同时严格控制焊接的热输入量和层间温度，以及气体保护的程度和逐层清根的洁净度，保证焊道质量达到最高标准，避免存在气孔、夹渣缺欠，给管件造成腐蚀源，这样既保证了熔敷金属具备良好的力学性能，又提高了其抗腐蚀的能力；

(5)压制成型

将焊接工作完成后经无损检测合格的三通管坯装入天然气加热炉内加热，在液压机上进行模压成型，其全过程工序为：压扁—复圆—三次鼓包—开孔—二次拉拔支管—主管校圆—去端—圆口，压制过程中第一要保证管坯按预定的加热规范加热，控制升温速度≤200℃/h，升温至950℃±10℃保温30±10min分钟出炉压制，在鼓包过程中严格控制坯管焊缝一侧管体的浸水量，保证浸水线与出支管的胎模具的胎沿齐平，并严格监视整个下压过程，控制三通侧壁不允许出现一点内凹现象，避免覆层金属出现褶皱，成型过程中，与覆层接触的所有工装模具表面全部涂上耐高温滑石粉，既可以起到润滑作用，又可以避免管件高温时覆层与碳钢工装模具接触，管坯在每道次压制或拉拔完毕后必须将其置于炉外待管坯的温度降至AC1以下时再入炉进行二次加热，由此避免变形部位长期连续处于下临界点以上温度而造成金属晶粒度粗大等过热现象发生，通过以上工艺的控制产品既具有标准圆滑的外观质量又具有热处理前应有的良好组织状态，三通成型、去端、校圆后对其主要尺寸进行测量；

(6)热处理

按照淬火加回火热处理工艺，淬火时，入炉温度≤300℃，升温速度控制在≤200℃/h，升温至940℃～960℃时保温，保温时间控制在30～45min，在纯净水中冷却，回火时入炉温度≤300℃，升温速度控制在≤200℃/h，升温至520℃～560℃时保温，保温时间控制在40～60min在空气中冷却；

(7)内、外表面处理