[发明专利]X80钢级DN1400厚壁三通的制造工艺

摘要

本发明涉及一种X80钢级DN1400厚壁三通的制造工艺，包括如下步骤获取钢管母材，探伤检查，鼓包模的有限元设计，热挤压工序，热处理工序，探伤检查工序等步骤。采用该制造工艺能够成功制作高钢级、大口径、高壁厚的三通管件，并且管件强度高、抗冲击韧性高，具有较好的抗低温断裂性能，能够满足天然气输送的实际需要。

主权项

一种X80钢级DN1400厚壁三通的制造工艺，其特征在于：工艺流程主要包括热挤压工序——热处理工序——检查工序，具体制造步骤如下：获取钢管母材：钢管母材采用控压控冷技术成型，钢管母材的直径选取为1400mm*(1+15％)，母材的化学成分(以质量百分数计)：C 0.055‑0.065；Mn 0.4‑1.1；Ni 0.02‑0.04；Nb 0.06‑0.1；V 0.05‑0.09；Mo 0.20‑0.25；Ti 0.02‑0.03；Cr 0.02‑0.04；Si 0.25‑0.40；Cu 0.13‑0.18；Al 0.03‑0.035；以三通目标长度的1.5倍为长度截取钢管母材，并在截取后的钢管母材管端钻孔，作为吊装孔使用；对钢管母材的直径、壁厚、外观进行检查，不得有裂缝、结疤；执行超声波探伤检查；除去不合格钢管母材；鼓包模的有限元设计：在热挤压工序中使用鼓包模，鼓包模包括凸模和凹模，采用Pro/E软件的三维造型平台进行比较分析，比较采用不同凹模入口处圆角、以及不同凸模圆角，在挤压出鼓包时圆角附近的变形，即金属流动以及壁厚变化情况，最终设计凹模入口处圆角半径R＝358mm，凸模圆角半径R＝650mm；在炉内将钢管母材加热至1300摄氏度，保温20分钟，然后将加热后的钢管母材放在压力机上将钢管母材压扁成椭圆形，控制钢管母材的上压面一侧出现平面，且仅上压面一侧出现平面；回炉：将经上述处理的钢管母材回炉加热至1300摄氏度，保温20分钟；成型鼓包：在三通液压成型机上生成鼓包，将鼓包模的凸模深入钢管母材管内，凹模置于管外，凸模、凹模相对在三通液压成型机的压力作用下在钢管所述上压面一侧形成鼓包；成型鼓包步骤共执行三次，每次执行后回炉加热至1300摄氏度，保温20分钟；在鼓包中心钻椭圆形孔，椭圆形孔的长轴平行于钢管轴线，椭圆形孔的尺寸为长轴＝1250mm，短轴＝1000mm，至此已形成三通的支管雏形；对支管进行冲压、拉伸，对三通进行整形处理，温度控制在1300摄氏度，完毕后水冷冷却；切割三通的三个管端，包括切除吊装孔，并对切割后的毛边进行整形处理；热处理：在程控燃油热处理炉内进行正火，正火温度1100‑1200摄氏度，保温2小时，冷却方式为空冷；正火冷却到200摄氏度以下保持1小时，使马氏体充分转变后进行回火处理，回火温度为800摄氏度，保温2小时，冷却方式为空冷；对热处理后的三通进行磁粉探伤检查，并抽取样品进行机械性能试验，机械性能试验包括拉伸试验和静压爆破试验；拉伸试验分别在三通的支管根部、中间部和端部取横向或纵向圆棒拉伸试样，拉伸试样直径为15mm，在MTS810‑15材料试验机上测试拉伸性能；静压爆破试验分别在‑10摄氏度、20摄氏度、40摄氏度下进行，对经封堵的三通内灌注液压油，注满液压油后，间断性提高压力，记录各压力下三通的应力分布，直至三通爆破。