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高强度管线钢热煨弯管生产技术探讨
作者:www.jymw.com.cn 来源:www.jymw.com.cn 日期:2016/7/20 9:19:42 点击率:

www.jymw.com.cn         一、前言

  弯管是长距离油气输送管道的重要组成部分,弯管的受力较直管复杂。弯管质量的好坏将直接影响到管道的安全运行,国内外管道的失效事故中有许多是因弯管质量问题所造成的,因此弯管的生产及质量性能控制一直是人们所关心的关键问题。目前国内外油气长输管道用钢管均使用控轧钢制造,为保证管道用弯管与干线钢管对接焊缝的焊接质量,弯管均已采用同钢级控轧钢管弯制。国内外公认,控轧钢再一次受热,其控轧控冷效应将会受到不同程度的影响,若热弯工艺制度控制不当,其强度(特别是屈服强度)将会损失1/3~1/2,严重时还会开裂。因此,对控轧钢热煨弯管的生产,特别是高强度控轧钢热煨弯管的生产,必须综合考虑影响热煨弯管质量性能的多种因素,对一些关键问题进行分析研究。
  二、热煨弯管用母管要求
  热煨弯管用母管的化学成分、质量性能对热弯工艺及热弯管的性能有很大的直接影响。母管的化学成分设计、性能、结构组织等直接决定着热煨弯管的质量性能,国内外都十分重视热煨弯管用母管的质量性能,提出了明确的要求。但由于热弯工艺、弯管生产设备及控制技术的不同,对热煨弯管用母管的质量性能要求存在一定的差异,也存在不同的看法。
  比利时的Fabricon弯管厂认为,对热煨弯管用母管不必提特殊要求,只要热煨弯管用母管的化学成分、质量性能与干线用钢管相同,就可以保证弯制出与干线用钢管性能一致的合格弯管。
  欧洲钢管公司与意大利ILVA钢铁公司认为,必须对热煨弯管用母管提出成分和性能要求。母管的化学成分和性能均与干线管不同,取决于热弯工艺和设备,由热煨弯管生产厂提出具体要求。关键在于调整母管的化学成分,使之适合热处理的需要,取得强化效果。
日本住友钢铁公司、新日铁公司及第一高周波公司(DHF)认为,需要根据热煨弯管的性能要求调整母管的化学成分,并适当提高性能指标和控制碳当量。
  国外在感应加热弯管用原材料钢管的化学成分设计方面非常重视合金成分的选择与设计,其中最重要的合金元素之一是Nb,利用Nb在钢板轧制过程中Nb(C,N)的细晶化(晶粒细化)和沉淀硬化作用,以获得高强度、高韧性。感应加热弯曲时,感应加热过程中所产生的Nb(C,N)是主要的沉淀析出物,这种细的沉淀物在感应加热和弯曲过程中能够抑制奥氏体晶粒的长大。细小的奥氏体晶粒淬火后产生细小的显微组织,因此韧性好。然而,在一定程度上Nb(C,N)的溶解对获得高强度有不利影响,这需要添加别的合金元素,如V、Mo、Cr等。所以,考虑到强度和韧性的均衡,就必须恰当确定含Nb量及加热温度。图1显示出含Nb钢和无Nb钢的奥氏体晶粒尺寸。含Nb钢的奥氏体晶粒尺寸比无Nb钢的小得多。
    碳当量也是一个重要的影响因素。碳当量高,淬硬性好,热煨后弯管的强度高,但是弯管的可焊性和韧性相对较差。根据弯管的性能要求,国外控轧钢热煨弯管原材料钢管的碳当量一般控制在0.35%~0.43%范围内。


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