CN102729009A - 一种冶金复合管弯管的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冶金复合管弯管的制造工艺。所述冶金复合管弯管的制造工艺为：在碳钢/低合金调质钢管道内壁上堆焊一层奥氏体不锈钢；进行堆焊面热熔；再进行去应力回火处理；将上述碳钢/低合金调质钢管道进行弯制；最后进行热处理，坡口加工及表面处理。采用本发明提供的制造工艺制造的冶金复合管弯管强度和腐蚀性能完全与管道匹配；本发明还具有节约材料，降低生产成本，不需要额外增加生产设备等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种冶金复合管弯管制造工艺，属于冶金复合管弯管技术领域。
背景技术
管道作为物料输送的一种特种设备广泛应用于机械、石油、化工、冶金等行业，对现代化工业生产和人民生活起着很重要的作用。然而，随着现代工业的不断发展，管道系统的工作条件往往变得异常复杂和苛刻，管道常常处在高温高压、承受较大载荷、以及氧化、腐蚀的工况下，这就要求管道具有良好的耐腐蚀、耐高温和抗氧化等性能。否则，在介质的传输过程当中，特别是石油、天然气等含有H2S、CO2及其他腐蚀性气体的介质，极易引起管道的腐蚀而发生介质的泄露，严重危害环境和人民的生命财产安全。过去通常的做法是采用全部耐腐的奥氏体不锈钢来制造，这样虽然起到了一定的防腐作用，但是奥氏体不锈钢价格昂贵，承载性能低下。这样就大大提高了生产成本，造成了材料的大量浪费，而承载性能也得不到保障。原先的制造工艺是先将单一材质的碳钢、低合金钢钢管弯制成弯管，再在弯管内壁手工覆焊上奥氏体不锈钢，由于是手工堆焊，堆焊质量和弯管的内表面质量得不到保证。弯管基材由于堆焊时的热影响，性能也得不到保证。
发明内容
本发明的目的是提供一种既能保证材料的承载，耐温性能，又能保证材料的耐腐蚀性能的冶金复合管弯管的制造工艺。
为了达到上述目的，本发明的提供了一种冶金复合管弯制弯管的制造工艺，其特征在于，具体步骤如下：
第一步：在碳钢/低合金调质钢管道内壁上堆焊一层3mm-3.5mm厚的奥氏体不锈钢；
第二步：将第一步得到的碳钢/低合金调质钢管道的内壁进行堆焊面热熔，焊枪的基值电流为170-190A，峰值电流为200-230A，电压为10-12.5V，焊接速度为280-360mm/min；
第三步：将第二步得到的碳钢/低合金调质钢管道进行去应力回火处理，回火温度为500-600℃，保温3-4小时；
第四步：将第三步得到的碳钢/低合金调质钢管道进行弯制，弯曲半径为管道直径的3-10倍，弯制温度为900-1000℃，推进速度为40-60mm/min；
第五步：将第四步得到的碳钢/低合金调质钢管道弯管在550-670℃下进行热处理，保温3-4小时；
第六步：将第五步得到的碳钢/低合金调质钢管道弯管进行坡口加工及表面处理。
优选地，所述的第一步中的碳钢/低合金调质钢管道的外径小于450mm，壁厚小于30mm。
优选地，所述的第一步中的堆焊方法为采用钨极气体保护脉冲热丝电弧焊(GTAW-P-Hot wire)进行内壁防腐蚀堆焊，电流特性为直流反接，使用的保护气体为以体积百分比计的98％Ar及2％H2的混合物。
优选地，在进行所述的第四步前，先对第三步得到的碳钢/低合金调质钢管道进行无损探伤，探伤方法为超声波探伤和渗透探伤。
采用本发明提供的制造工艺制造的冶金复合管弯管具有以下优点：
1、冶金复合管弯管强度和腐蚀性能完全与管道匹配；
2、节约材料，降低生产成本；
3、不需要额外增加生产设备。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例
第一步：冶金复合管的实现
用专用的管道内壁堆焊设备(福尼斯，型号CMEF)在外径219mm，壁厚为12.7mm的碳钢/低合金调质钢管道内壁上堆焊一层3.5mm厚的奥氏体不锈钢；
堆焊的方法采用GTAW-P-Hot wire进行内壁防腐蚀堆焊，电流特性为DCEN，保护气体采用以体积百分比计的98％Ar和2％H2的混合物，同时采用Φ1.2mm的ER309LMo和ER316L焊丝，采用的工艺参数为：峰值电流200-230A，基值电流170-190A，脉冲电压10-13V，频率10-13V，脉宽比1∶1，气体流量15L/min，热丝电流30-70A，热丝电压2V-6V，送丝速度1000-1800mm/min，焊接速度170-300mm/min。焊后在550℃-670℃下做热处理，处理时间为120min。
第二步：堆焊面热熔
堆焊好后用焊枪不送丝热熔堆焊面，电压10-13V；工艺参数为：直流正接，保护气体采用以体积百分比计的98％Ar和2％H2的混合物，气体流量为15L/min，基值电流：170-190A，峰值电流：200-230A，电弧电压10-13V，频率10-13V，脉宽比1∶1，焊接速度250mm/min。
第三步：将热熔后的碳钢/低合金调质钢管道作弯制前的去应力回火处理，回火温度580℃，处理时间为120min。
第四步：无损探伤
热处理后对碳钢/低合金钢管道进行无损探伤，探伤方法为超声波探伤(UT)和渗透探伤(PT)，确保堆焊表面无缺陷，堆焊层间无超标缺陷。评定标准为ASTM VIII。
第五步：弯制前的准备
1.厂房内现有的行车对探伤过的碳钢、低合金钢管道进行就位
2.对所用设备进行检查和空运转
第六步：弯制
用热煨弯弯管机对探伤过的碳钢、低合金钢管道进行弯制，弯曲半径为5倍直径。控制弯制温度为950℃，推进速度为50mm/分钟。
第七步：从热煨弯弯管机上卸下卸管。
第八步：弯后热处理温度为570℃之间，保温120min。
第九步：检测
依照API 5L要求进行碳钢、低合金弯管内壁的无损探伤；母管硬度的检测；力学性能检测；覆焊层耐腐蚀试验检测；母管晶粒度检测；弯曲等工艺性能试验。
第十步：弯管的坡口加工和表面处理
依照订货和ASME B16.49标准要求对弯管进行坡口加工和表面处理。
将实施例制得的弯管按下列各表中的相应的标准测试其性能，结果如下：
从以上各项数据证实，依照本发明的冶金复合管弯管生产工艺生产出的弯管，完全满足技术规范的各项要求。本发明所得的弯管内表面更加平滑，基本与冶金复合管内壁一致。本发明用碳钢/低合金钢管道弯管替代整体的不锈钢弯管，不仅大大降低投资成本，而且能够节约昂贵的Cr、Ni、Mo金属元素资源。以弯曲半径为1500mm的弯管为例。如果全部采用φ219X12.7的316L不锈钢管，造价为20000元以上。如果采用同口径的X6510mm+316L3mm覆焊管弯管，造价为13000元。这样就节省了7000元。另外，覆焊管弯管的防腐性能和全316L管一样，但是强度、耐热、承压能力更高。
Claims (4)
1.一种冶金复合管弯管的制造工艺，其特征在于，具体步骤如下：
第一步：在碳钢/低合金调质钢管道内壁上堆焊一层3mm-3.5mm厚的奥氏体不锈钢；
第二步：将第一步得到的碳钢/低合金调质钢管道的内壁进行堆焊面热熔，焊枪的基值电流为170-190A，峰值电流为200-230A，电压为10-12.5V，焊接速度为280-360mm/min；
第三步：将第二步得到的碳钢/低合金调质钢管道进行去应力回火处理，回火温度为500-600℃，保温3-4小时；
第四步：将第三步得到的碳钢/低合金调质钢管道进行弯制，弯曲半径为管道直径的3-10倍，弯制温度为900-1000℃，推进速度为40-60mm/min；
第五步：将第四步得到的碳钢/低合金调质钢管道弯管在550-670℃下进行热处理，保温3-4小时；
第六步：将第五步得到的碳钢/低合金调质钢管道弯管进行坡口加工及表面处理。
2.如权利要求1所述的一种冶金复合管弯管的制造工艺，其特征在于，所述的第一步中的碳钢/低合金钢管道的外径小于325mm，壁厚小于30mm。
3.如权利要求1所述的一种冶金复合管弯管的制造工艺，其特征在于，所述的第一步中的堆焊方法为采用钨极气体保护脉冲热丝电弧焊进行内壁防腐蚀堆焊，电流特性为直流反接，使用的保护气体为以体积百分比计的98％Ar及2％H2的混合物。
4.如权利要求1所述的一种冶金复合管弯管的制造工艺，其特征在于，在所述的第四步前，对第三步得到的碳钢/低合金钢管道进行无损探伤，探伤方法为超声波探伤和渗透探伤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121017 |