[发明专利]一种X80钢级D1422mm无缝弯管及其制造方法

说明书

本发明公开了一种X80钢级D1422mm无缝弯管及其制造方法，属于金属材料热加工成型及油气管道领域。所述无缝弯管制造方法包括：获取电渣锭坯料，对电渣锭坯料依次进行加热、保温、锻造，得到棒状管坯；对棒状管坯进行第一正火热处理、退火热处理和机加工，得到钢管管坯；对钢管管坯依次进行冷定心、加热、穿孔、轧管、扩径、精整形、第二正火热处理，得到X80钢级D1422mm无缝钢管；采用中频感应加热弯管机对无缝钢管进行全程感应加热弯制成型和回火热处理，得到X80钢级D1422mm无缝弯管，不仅保证了弯管结构的整体性和材料的连续性，而且解决了有缝弯管焊缝在‑45℃及更低温度下冲击韧性不足或不稳定的问题。

技术领域

本发明涉及金属材料热加工成型及油气管道领域，特别涉及一种X80钢级D1422mm无缝弯管及其制造方法。

背景技术

感应加热弯管(简称弯管)是长输油气管道中用于改变管线走向重要管道附件。管道设计者正在努力通过提高管道设计压力和钢材强度等级、增大管径等方式来提高油气管道输送效率，而主流油气管道的管径D基本均小于或等于1219mm。我国即将建设的中俄东线天然气管道将采用X80钢级、管径D为1422mm的管材，在敷设时需要穿越低温地区，管材及管道附件需要耐受温度低于-45℃的极端环境。该油气管道建设将要面对诸多新挑战，这就要求管道及其附件的材料性能不断提高，尤其是低温环境(环境温度低于-45℃)地区服役管道及其附件应具有优异的低温韧性，使其能在低温环境中安全可靠的运行。

目前，X80钢级大口径弯管常采用直缝埋弧焊钢管(简称母管)经中频感应加热方式制成，一般包括直管段和弯曲段两部分，其结构特点之一是管体有一条直焊缝，简称有缝弯管。

发明人发现现有弯管制造技术至少存在以下问题：

从弯管制造工艺角度分析知，弯管管体上的焊缝需要经过感应加热弯制、快速喷水冷却、回火热处理等成型工艺，复杂的热成型工艺易引起焊缝组织性能发生变化，导致焊缝的强韧性降低，焊缝易成为有缝弯管本体强韧性的薄弱部分。

从设计制造角度来说，国内油气管道用X80钢级母管和有缝弯管的设计及冲击试验温度一般高于-20℃，现有X80钢级D1422mm母管焊接技术水平和有缝弯管低温韧性尚不能满足低温环境(环境温度低于-45℃)的使用和服役性能要求，并且-45℃环境用X80钢级D1422mm母管和有缝弯管尚处于研制阶段，未规模化应用于油气管道工程建设中。

此外，大量试验结果表明，X80钢级D1422mm有缝弯管的焊缝中心和热影响区-45℃及更低温度的冲击韧性不足(低于标准规定最小值)或不稳定，难以满足低温环境服役油气管道用弯管的焊缝韧性设计指标。因此，有必要设计制造低温环境用新型X80钢级D1422mm弯管。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种X80钢级D1422mm无缝弯管及其制造方法，减少了焊接的工序，实现了弯管结构的整体稳定性和耐低温韧性。

具体而言，包括以下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种X80钢级D1422mm无缝弯管，所述无缝弯管的化学成分(按照重量百分比计算)为：C:0.06～0.12，Si:0.15～0.40，Mn:0.90～1.65，P≤0.015，S≤0.005，Cr:0.15～0.35，Mo:0.20～0.42，Cu:0.08～0.20，Ni:0.80～1.15，Nb:0.03～0.09，V:0.03～0.09，Ti≤0.03，Al:0.02～0.06，Ca≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。此外，气体含量H≤5ppm，O≤50ppm，N≤100ppm。

第二方面，本发明实施例提供一种X80钢级D1422mm无缝弯管，所述无缝弯管采用无缝钢管经感应加热弯制成型制成，弯管管体没有焊缝结构，由直管段和弯曲段两部分构成，弯管壁厚为22mm～40mm，曲率半径为5D～6D，D为弯管规定外径。