一種高強度熱彎管的製造方法
2023-07-18 03:42:11 6
專利名稱：：一種高強度熱彎管的製造方法
技術領域：
：本發明涉及一種用於石油、天然氣管道輸送的高強度熱彎管的製造方法。
背景技術：
：管道運輸是除鐵路、公路、水路、航空外另一種高效運輸方式，是石油、天然氣一種安全、經濟和不間斷的大規模的輸送方式。國民經濟和社會發展對油氣資源的巨大需求，為長輸油氣管道工程建設的發展注入了動力,多條大輸量、長距離，橫跨東西，貫穿南北的輸氣管道工程的項目研究論證正在進行，未來幾年，我國的輸氣管道建設將會進入一個高速發展的時代。長輸管道建設過程中，現場施工需要大量的管道構件，熱彎管就是其中最為重要的一種。長輸管道建設高潮的到來，為熱彎管生產技術的提高創造了條件，是一個好的機遇，但也是一個挑戰。安全、高效輸送是長輸管道工程設計的基本要求，因此，管道設計對熱彎管綜合質量的要求往往十分嚴格，由於我國管線鋼發展時間較短，技術水平有限，用於製造高鋼級、大口徑、大壁厚熱彎管的母管質量不高，採用傳統的熱彎管加工技術所生產的產品難以滿足技術要求。油氣管道常用的熱彎管按其結構劃分，其由位於彎管兩端的直管段和中間彎區段共三部分組成。目前一般的製造工藝是採用中頻感應加熱彎管設備，在需要彎曲加工的鋼管圓周形成一條狹窄的環形加熱帶，並在鋼管移動的同時，使其逐步加熱彎曲，然後噴水和/或通風冷卻，最終完成所需要的角度。隨著管道輸送壓力和輸送量的提高，以及對安全性的高要求，彎管材料採用壁3厚更厚、強度更高的管線鋼，工程技術條件對彎管的力學性能也提出了很高的要求，製造難度越來越大。正在運行的西氣東輸天然氣管道工程使用的大口徑厚壁彎管採用國外特殊訂貨的直縫埋弧焊管作為彎管母管。為了提高我國自主建設管道的水平和能力，國家重點工程項目中石化"川氣出川"天然氣管道工程決定進行X70高鋼級大厚度(21mm及其以上)熱彎管的國產化試製工作。經過多個廠家多次試製，雖然取得了一些進展，但是尚未完全成功，其主要矛盾集中在母管材料和焊縫的性能上。研究發現採用國產X70直縫埋弧焊管試製的彎管，未經感應加熱的直管段的母材和焊縫的性能不能滿足技術要求，而彎區段的性能滿足要求。據此來看，彎管過程的二次加熱可以改善材料和焊縫的性能。熱彎管現行技術還有一種特殊製造工藝技術。由於一般的製造工藝生產的彎管直管段與彎區段存在加熱與不加熱的過渡區，材料的性能由於熱影響引起的變化，過渡區性能不能滿足要求，在此情況下，採用這種特殊製造工藝技術對直管段也進行與彎區段同樣的加熱和冷卻，但不進行彎曲，這樣製造的彎管不存在過渡區，整根彎管材料狀態一致，性能均勻。但是採用這種製造技術需要一種特殊彎管設備，一般彎管廠設備沒有此功能，如果改造需要花費很大的費用。
發明內容本發明的目的是提供一種採用現有常規彎管設備，對彎管全管段進行二次加熱，生產力學性能滿足技術要求的熱彎管，採用一般用於螺旋埋弧焊管的管端擴徑工藝來解決由於對直管段加熱引起的縮徑和不圓度變化。本發明涉及一種用於石油、天然氣管道輸送的大口徑(外徑800mm以上)熱彎管的製造技術，該技術的特點如下(1)根據工程技術規定的直管段長度、彎曲半徑和需要彎制的角度，考慮加工量，確定需要使用母管的長度；(2)在彎管機上從鋼管一端開始，對彎管一端的直管段再加3050mm長度範圍逐步加熱並噴水和/或通風風冷卻，完成後調頭，對另一端同樣長度的直管段加熱並噴水和/或通風冷卻；(3)在經過(2)處理的兩端直管部位選定彎曲段的兩端位置，夾持一端，從另一端開始逐步加熱、噴水和/或通風冷卻，同時逐步推進彎曲，到夾持一端停機；(4)在平臺上劃線，確定管端位置，進行管端直徑和不圓度測量，如果兩者任一項目不合格，對管端大於100mm範圍進行擴徑處理，滿足管端外徑和不圓度要求，擴徑量控制在小於1.5%。發明的效果表1為採用同樣的母管，用傳統的彎管技術和該專利技術製造的cH016X21mm，X70級別熱彎管主要力學性能的對比，可以看出，採用專利技術製造的彎管，消除了直管段母材和焊縫的力學性能不合格項目，所有性能滿足技術要求，在現有設備和技術水平下很好的解決了大口徑厚壁熱彎管試製的難題，在某彎管廠試製出滿足工程技術條件要求的彎管。表1一般製造技術與專利製造技術試製的彎管的主要性能的對比tableseeoriginaldocumentpage5tableseeoriginaldocumentpage6女一般製造技術製造的彎管直管段母材在一2(rc條件下的夏比衝擊功不合格。圖1高強度熱彎管待彎管結構示意圖。圖2高強度熱彎管結構示意圖。其中a、f為端部，ab、ef為直管段，be為彎管段，ac、df為對兩端加熱的長度。具體實施例方式下面根據附圖對本發明的高強度熱彎管的製造方法進行詳細地說明。(1)根據工程技術規定的直管段長度、彎曲半徑和需要彎制的角度，考慮加工量，確定需要使用母管的長度；(2)在彎管機上從鋼管一端開始，對彎管一端的直管段再加3050mm長度範圍(圖lac段)逐步加熱並噴水和/或通風風冷卻；完成後調頭，對另一端同樣長度(圖1df段)加熱並噴水和/或通風冷卻；(3)裝夾夾持端，確定直管段位置b、e，從部位e開始逐步加熱、噴水和/或通風冷卻，並推進彎曲，到規定部位b停機；(4)在平臺上劃線，確定管端位置，進行管端直徑和不圓度測量，如果兩者任一項目不合格，對管端大於100mm範圍進行擴徑處理，滿足管端外徑和不圓度要求，擴徑量控制在小於1.5%。在國家重點工程項目中石化"川氣出川"天然氣管道工程用熱彎管的國產化試製過程中，採用主要化學成分(質量分數%)為表2，力學性能為表34>1016X21mm的X70鋼級直縫埋弧焊管作為母管，採用的感應加熱彎管主要工藝參數為加熱溫度9401050'C,彎曲推進速度2060mm/min，冷卻方式為水冷，並採用該製造技術，生產彎管的主要列學性能(見表1)，滿足工程技術條件的要求(Rm^570MPa，Rt。.5>485MPa，A>%，-20。C母材AkV》70J，-20。C焊縫Akv》60J)。表2試驗材料的化學成分(質量分數％)tableseeoriginaldocumentpage8權利要求1、一種高強度熱彎管的製造方法，其特徵在於(1)在彎管機上從鋼管一端開始，對彎管一端的直管段再加30～50mm長度範圍逐步加熱並噴水和/或通風風冷卻，完成後調頭，對另一端同樣長度的直管段加熱並噴水和/或通風冷卻；(2)在經過(1)處理的兩端直管部位選定彎曲段的兩端位置，夾持一端，從另一端開始逐步加熱、噴水和/或通風冷卻，同時逐步推進彎曲，到夾持一端停機；(3)在平臺上劃線，確定管端位置，進行管端直徑和不圓度測量，如果兩者任一項目不合格，對管端大於100mm範圍進行擴徑處理，滿足管端外徑和不圓度要求，擴徑量控制在小於1.5％。全文摘要本發明涉及一種用於石油、天然氣管道輸送的高強度熱彎管的製造方法，(1)在彎管機上對彎管一端的直管段再加30～50mm的長度範圍逐步加熱並噴水和/或通風風冷卻，完成後調頭，對另一端同樣長度的直管段加熱並噴水和/或通風冷卻；(2)在經過(1)處理的兩端直管部位選定彎曲段的兩端位置，夾持一端，從另一端開始逐步加熱、噴水和/或通風冷卻，同時逐步推進彎曲，到夾持一端停機；(3)在平臺上劃線，確定管端位置，進行管端直徑和不圓度測量，如果兩者任一項目不合格，對管端大於100mm範圍進行擴徑處理，滿足管端外徑和不圓度要求，擴徑量控制在1.5％以下，解決了大口徑厚壁熱彎管試製的難題，彎管所有性能滿足技術要求。文檔編號B21D7/00GK101450356SQ20071017867公開日2009年6月10日申請日期2007年12月4日優先權日2007年12月4日發明者劉迎來,莊傳晶,李為衛,強池,趙新偉申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所