專利名稱：：一種x80鋼彎管及其彎制工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鋼鐵領(lǐng)域，尤其是涉及一種X80鋼彎管及其彎制工藝。
背景技術(shù)：
：彎管可根據(jù)要求采用無縫鋼管、直縫焊管或螺旋焊管等鋼管進(jìn)行彎制。而大口徑彎管主要采用直縫焊管、螺旋焊管大口徑彎管通過中頻加熱、彎曲的工藝進(jìn)行制作。鋼管兩端固定，采用感應(yīng)局部加熱，在機(jī)械的帶動(dòng)下沿一定的彎曲半徑以一定的速度運(yùn)動(dòng)，局部加熱區(qū)就會(huì)按彎曲半徑逐步彎制成具有特定曲率半徑的彎管，經(jīng)變形后的鋼管根據(jù)性能要求，采用噴水等冷卻方式控制其組織和性能達(dá)到技術(shù)要求規(guī)定的性能指標(biāo)。目前大型彎管生產(chǎn)，多為低強(qiáng)度彎管，對(duì)X70鋼以上的彎管特別是對(duì)X80鋼以上的厚壁彎管研究和生產(chǎn)較少。對(duì)X80鋼板國(guó)內(nèi)已開始生產(chǎn)，并進(jìn)行了鋼管的生產(chǎn)，其性能水平達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，如于2004年5月26日授權(quán)公告、'專利號(hào)為ZL01126611.2的中國(guó)發(fā)明專利，公開了寶鋼的"一種低碳低合金鋼及所制管材"發(fā)明專利，可生產(chǎn)X60—80級(jí)的管材。鋼管生產(chǎn)僅通過鋼板的成型和焊接后即可完成,鋼管的性能取決鋼板本身和焊接工藝，而鋼板是經(jīng)先進(jìn)的控軋控冷生產(chǎn)，熱加工和熱處理有機(jī)結(jié)合,保證了鋼板以至鋼管達(dá)到高的強(qiáng)韌性配合。但彎管的生產(chǎn)與鋼管生產(chǎn)明顯不同，鋼板經(jīng)焊制成鋼管后，在彎制過程中，還需兩次加熱過程，必然導(dǎo)致控軋控冷鋼板組織的變化和性能的降低。彎制后采用噴水冷卻，雖在一定程度上能減小性能下降的程度，但由于加熱和冷卻的連續(xù)空間條件的限制，因此效果不會(huì)很顯著所以采用普通X80鋼管彎制成的彎管難以達(dá)到X80鋼性能的要求。另外再加熱溫度及冷卻速度會(huì)直接影響材料的室溫組織和性能，特別是厚壁彎管，由于冷卻速度過低，會(huì)導(dǎo)致彎管的性能顯著降低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服普通X80鋼在彎制過程中因加熱、彎制、冷卻導(dǎo)致彎管性能降低的弊病，提供了一種X80鋼彎管及其彎制工藝，所生產(chǎn)彎管的強(qiáng)度大于555MPa，低溫沖擊韌性大于120J，性能完全能夠滿足X80鋼彎管的技術(shù)要求，可用作石油、天然氣高壓輸送用X80彎管。本發(fā)明要解決上述的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種X80鋼彎管，由X80鋼制成，所述X80鋼化學(xué)成分的重量百分比組成為C0.06~0.15%,Si0.1~0.3%,Mn1,4~2.0%,P<0.015%,S《0.01%，Cr0~0.45%,Mo0~0.3%，Cu0~0.3%,Ni0~0.5%,Nb0.05~0.15%,Ti0-0.06%,V0~0.06%,控制碳當(dāng)量Ceq0.36~0.44%,冷裂系數(shù)Pcm0.17~0.23%。上述X80鋼彎管的管徑為508~1422mm、壁厚為15~40隨、曲率半徑為3~10m。上述X80鋼彎管的彎制工藝，是采用X80鋼控軋鋼板制造鋼管，再采用感應(yīng)加熱彎曲工藝，感應(yīng)加熱溫度為950~IIO(TC,彎制速度2080mm/s，鋼管加熱彎制后，迅速噴水冷卻，冷卻速度大于15°C/s。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，當(dāng)彎管管徑為5081016mm、壁厚為1530mm時(shí)彎曲速度為20~80mm/s;彎管管徑為1016~1422mm、壁厚為20~40mm時(shí)，彎曲速度為20~50mm/min;彎管壁厚大于26mm時(shí)，采用外部噴水冷卻的同時(shí)在彎管內(nèi)部增加噴霧冷卻。本發(fā)明所提供的上述成分的X80鋼，C及其它合金元素如Mn、Mo、Ni、Cu、Nb等的總合金含量按碳當(dāng)量Ceq必須大于0.36%，其中C含量必須大于0.06%,保證彎管材料具有高的淬透性，從而保證彎制冷卻后獲得貝氏體組織或貝氏體+馬氏體組織；但由于彎管在實(shí)際施工時(shí)，還需要與管線鋼管進(jìn)行對(duì)接焊接，其可焊性也是應(yīng)該重視的關(guān)鍵問題，因此，其總合金含量按碳當(dāng)量Ceq必須小于0.44%,其中C含量必須小于0.15%。上述材料經(jīng)控制軋制和控制冷卻軋制成鋼板，采用埋弧自動(dòng)焊制成直縫或螺旋鋼管。鋼管通過感應(yīng)圈兩端固定在彎管機(jī)上，其中一端可延特定半徑的轉(zhuǎn)動(dòng)感應(yīng)圈的寬度為20~4Omm,感應(yīng)圈內(nèi)通高壓冷卻水，在感應(yīng)圈的彎管推進(jìn)方向面上，均勻開設(shè)出水孑L，使加熱的鋼管直接在彎制過程中噴水冷卻。彎制加熱溫度、時(shí)間和冷卻速度對(duì)最終的組織和性能有很大的影響。本發(fā)明提供的鋼種，含碳量較低，且含大量強(qiáng)碳化物形成元素，若溫度低于95(TC,會(huì)因奧氏體化不充分，Ti、Nb、V等碳化物不能充分固溶，使奧氏體中碳及合金元素的含量不足而導(dǎo)致淬透性降低，性能不足；而若溫度過高，尤其是超過IIO(TC時(shí)，奧氏體晶粒發(fā)生異常長(zhǎng)大，使彎管的性能降低，所以加熱溫度控制在950~1100'C溫度范圍內(nèi)。加熱時(shí)間與鋼管的彎制速度有關(guān)，感應(yīng)加熱速度快，但必須保證其壁厚截面均溫，應(yīng)控制彎制速度為20~80mm/min，保i正加熱時(shí)間大于0.5min。彎制速度隨壁厚的增加而降低，即增加厚壁鋼管的加熱時(shí)間，以保證其完全透燒。冷卻速度是影響最終性能的一個(gè)關(guān)鍵因素，本發(fā)明所提供的X80鋼，冷卻速度應(yīng)控制在大于15。C/s,以保證獲得貝氏體組織或貝氏體+馬氏體組織。冷卻方式采用由感應(yīng)圈直接噴水冷卻，但對(duì)壁厚大于26mm的彎管，采用外部噴水冷卻難以達(dá)到所規(guī)定的冷卻速度要求，因此，應(yīng)在彎管內(nèi)部增加噴霧冷卻，以保證其冷卻速度達(dá)到所要求的要求。上述彎制工藝所生產(chǎn)的彎管，其性能達(dá)到強(qiáng)度大于555MPa,低溫沖擊韌性大于120J，完全能夠滿足X80鋼彎管的技術(shù)要求，可用作石油、天然氣輸送管道用的彎管。具體實(shí)施例方式本發(fā)明下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例1由化學(xué)成分為C0.09%,Si0.2%,Mn1.9%，PO.012%,S0.01%，Cr0.43%,Mo0.2%,Ni0.2%，Nb0.05%,Ti0.02%,V0.01%的X80控扎鋼板，采用直縫埋弧焊制成(D711x21mm的鋼管，在彎管機(jī)上制成曲率半徑為4266mm的彎管。彎制工藝為溫度970土2(TC，速度為58±2mm/niin，噴水冷卻。經(jīng)檢測(cè)彎管性能達(dá)到X80鋼級(jí)彎管規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，具體檢測(cè)結(jié)果如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2由化學(xué)成分為C0.06%,Si0.25%，Mn1.45%，P0.015%,S0.008%，Cr0.45%，Mo0.3%，CuO.1%,Ni0.3%，Nb0.1%,Ti0.03%,V0.03%的X80控扎鋼板，采用直縫埋弧焊制成(D1016x30.4mm的鋼管，在彎管機(jī)上制成曲率半徑為6096mm的彎管。彎制溫度1080±20°C,速度為78±2mm/min,采用外部噴水冷卻的同時(shí)在彎管內(nèi)部增加噴霧冷卻。經(jīng)檢測(cè)彎管性能達(dá)到X80鋼彎管規(guī)定要求，具體檢測(cè)結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例3化學(xué)成分為C0.08%,Si0.15%,Mn1.6%，PO,011%,SO.007%，Cr0.3%,Mo0.1%,CuO.2%，Ni0.4%,Nb0.15%，Ti0.04%,V0.02%的X80控扎鋼板，采用直縫埋弧焊制成O1219x40nra的鋼管，在彎管機(jī)上制成曲率半徑為7314mm的彎管。彎制工藝為溫度930土2(TC，速度為20±2mm/min,采用外部噴水冷卻的同時(shí)在彎管內(nèi)部增加噴霧冷卻。經(jīng)檢測(cè)彎管的性能達(dá)到X80鋼級(jí)彎管所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，具體檢測(cè)結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例4由化學(xué)成分為C0.15%,Si0.1%,Mn2%,P0.008%,SO.009%,Cr0.2%,CuO.3%,Nb0.12%,Ti0.06%,V0.O簡(jiǎn)X80控扎鋼板，采用直縫埋弧焊制成x35mm的鋼管，在彎管機(jī)上制成曲率半徑為8520mm彎管。彎制工藝為溫度1000士2(TC,速度為50土2咖/min,采用外部噴水冷卻的同時(shí)在彎管內(nèi)部增加噴霧冷卻。經(jīng)檢測(cè)彎管性能達(dá)到X80鋼級(jí)彎管規(guī)定指標(biāo)，4全測(cè)結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例5由化學(xué)成分為C0.12%，Si0.3%,Mn1,8%，P0.009%,S0.005%,MoO.15%,CuO.15%,Ni0.5%,Nb0.08%,Ti0.01%,V0.04°/。的X80控扎鋼板，采用直縫埋弧焊制成<D508x20mm的鋼管，在彎管機(jī)上制成曲率半徑為3048mm的彎管。彎制工藝為溫度1050土20。C，速度為20土2mm/min,噴水冷卻。經(jīng)檢測(cè)彎管性能達(dá)到X80鋼級(jí)彎管所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，具體檢測(cè)結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1、一種X80鋼彎管，由X80鋼制成，其特征在于所述X80鋼重量百分比組成為C0.06～0.15％，Si0.1～0.3％，Mn1.4～2.0％，P≤0.015％，S≤0.01％，Cr0～0.45％，Mo0～0.3％，Cu0～0.3％，Ni0～0.5％，Nb0.05～0.15％，Ti0～0.06％，V0～0.06％，控制Ceq0.36～0.44％，Pcm0.17～0.23％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的X80鋼彎管，其特征在于彎管的管徑為508~1422mm、壁厚為15-40mm、曲率半徑為310m。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的X80鋼彎管的彎制工藝，是采用X80鋼控軋鋼板制造鋼管，再采用感應(yīng)加熱彎曲工藝，其特征在于感應(yīng)加熱溫度為950-IIO(TC，彎制速度20~80mm/s,鋼管加熱彎制后，迅速噴水冷卻，冷卻速度大于15°C/s。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的X80鋼彎管的彎制工藝，其特征在于所述彎管管徑為508~1016mm、壁厚為15~30mm，彎曲速度為20~80mm/s。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的X80鋼彎管的彎制工藝，其特征在于所述彎管管徑為1016~1422mm、壁厚為20~40mm，彎曲速度為20~50mm/min。6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的X80鋼彎管的彎制工藝，其特征在于所述彎管壁厚大于26mm,采用外部噴水冷卻的同時(shí)在彎管內(nèi)部增加噴霧冷卻。全文摘要本發(fā)明涉及一種X80鋼彎管及其彎制工藝。彎管由X80鋼制成，該鋼重量百分比組成為C0.06～0.15％，Si0.1～0.3％，Mn1.4～2.0％，P≤0.015％，S≤0.01％，Cr0～0.45％，Mo0～0.3％，Cu0～0.3％，Ni0～0.5％，Nb0.05～0.15％，Ti0～0.06％，V0～0.06％，控制Ceq0.36～0.44％，Pcm0.17～0.23％。該鋼制控軋鋼板制成鋼管后，再采用感應(yīng)加熱彎曲工藝彎制得彎管。在彎制過程中通過控制感應(yīng)加熱溫度、彎制速度、冷卻速度等參數(shù)，使所制彎管性能完全能夠滿足X80鋼級(jí)彎管的技術(shù)要求，可用作石油、天然氣輸送管道用的彎管。文檔編號(hào)C22C38/50GK101205593SQ200710185348公開日2008年6月25日申請(qǐng)日期2007年12月10日優(yōu)先權(quán)日2007年12月10日發(fā)明者付彥宏,紅劉,波廖,彭立山,剛徐,肖福仁,趙志偉,陳長(zhǎng)青申請(qǐng)人:華北石油管理局第一機(jī)械廠