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高強度管線鋼熱煨彎管生産技術探讨
作者:www.029tonghe.com 来源:www.029tonghe.com 日期:2016/7/20 9:19:42 點擊率:

www.029tonghe.com         一、前言

  彎管是長距離油氣輸送管道的重要組成部分,彎管的受力較直管複雜。彎管質量的好壞将直接影響到管道的安全運行,國内外管道的失效事故中有許多是因彎管質量問題所造成的,因此彎管的生産及質量性能控制一直是人們所關心的關鍵問題。目前國内外油氣長輸管道用鋼管均使用控軋鋼制造,为保證管道用彎管與幹線鋼管對接焊縫的焊接質量,彎管均已采用同鋼級控軋鋼管彎制。國内外公認,控軋鋼再一次受熱,其控軋控冷效應将會受到不同程度的影響,若熱彎工藝制度控制不當,其強度(特别是屈服強度)将會損失1/3~1/2,嚴重時還會開裂。因此,對控軋鋼熱煨彎管的生産,特别是高強度控軋鋼熱煨彎管的生産,必須綜合考慮影響熱煨彎管質量性能的多種因素,對一些關鍵問題進行分析研究。
  二、熱煨彎管用母管要求
  熱煨彎管用母管的化学成分、質量性能對熱彎工藝及熱彎管的性能有很大的直接影響。母管的化学成分設計、性能、結構組織等直接決定着熱煨彎管的質量性能,國内外都十分重視熱煨彎管用母管的質量性能,提出了明确的要求。但由于熱彎工藝、彎管生産設備及控制技術的不同,對熱煨彎管用母管的質量性能要求存在一定的差異,也存在不同的看法。
  比利時的Fabricon彎管廠認为,對熱煨彎管用母管不必提特殊要求,隻要熱煨彎管用母管的化学成分、質量性能與幹線用鋼管相同,就可以保證彎制出與幹線用鋼管性能一致的合格彎管。
  歐洲鋼管公司與意大利ILVA鋼鐵公司認为,必須對熱煨彎管用母管提出成分和性能要求。母管的化学成分和性能均與幹線管不同,取決于熱彎工藝和設備,由熱煨彎管生産廠提出具體要求。關鍵在于調整母管的化学成分,使之适合熱處理的需要,取得強化效果。
日本住友鋼鐵公司、新日鐵公司及第一高周波公司(DHF)認为,需要根據熱煨彎管的性能要求調整母管的化学成分,并适當提高性能指标和控制碳當量。
  國外在感應加熱彎管用原材料鋼管的化学成分設計方面非常重視合金成分的選擇與設計,其中重要的合金元素之一是Nb,利用Nb在鋼闆軋制過程中Nb(C,N)的細晶化(晶粒細化)和沉澱硬化作用,以獲得高強度、高韌性。感應加熱彎曲時,感應加熱過程中所産生的Nb(C,N)是主要的沉澱析出物,这種細的沉澱物在感應加熱和彎曲過程中能夠抑制奧氏體晶粒的長大。細小的奧氏體晶粒淬火後産生細小的顯微組織,因此韌性好。然而,在一定程度上Nb(C,N)的溶解對獲得高強度有不利影響,这需要添加别的合金元素,如V、Mo、Cr等。所以,考慮到強度和韌性的均衡,就必須恰當确定含Nb量及加熱溫度。圖1顯示出含Nb鋼和無Nb鋼的奧氏體晶粒尺寸。含Nb鋼的奧氏體晶粒尺寸比無Nb鋼的小得多。
    碳當量也是一個重要的影響因素。碳當量高,淬硬性好,熱煨後彎管的強度高,但是彎管的可焊性和韌性相對較差。根據彎管的性能要求,國外控軋鋼熱煨彎管原材料鋼管的碳當量一般控制在0.35%~0.43%範圍内。


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