一种2205/X65双金属冶金复合弯管的制造方法

摘要

本发明公开了一种2205/X65双金属冶金复合弯管的制造方法，包括：通过爆炸+轧制工艺将2205耐蚀合金层和X65碳钢层进行复合制备冶金复合板，对冶金复合板进行矫直、表面处理、坡口加工，再采用JCOE成型方式将冶金复合板成型为管状，并对管状进行焊接，形成2205耐蚀合金层在内、X65碳钢层在外的2205/X65双金属冶金复合管；对所述2205/X65双金属冶金复合管进行感应加热并热煨弯制，得到2205/X65双金属冶金复合弯管，热煨温度为1000‑1050℃，推进速度为40‑60mm/min；最后对所述2205/X65双金属冶金复合弯管进行回火处理，回火温度400‑450℃，保温2h，本发明通过对采用合理工艺制备的2205/X65双金属冶金复合管进行热煨弯制，不仅保证了X65碳钢层的力学性能，而且保证了2205耐蚀合金层的耐蚀性能。

权利要求

1.一种2205/X65双金属冶金复合弯管的制造方法，其特征在于,包括：通过爆炸+轧制工艺将2205耐蚀合金层和X65碳钢层进行复合制备冶金复合板，对冶金复合板进行矫直、表面处理、坡口加工，再采用JCOE成型方式将冶金复合板成型为管状，并对管状进行焊接，形成2205耐蚀合金层在内、X65碳钢层在外的2205/X65双金属冶金复合管；对所述2205/X65双金属冶金复合管进行感应加热并热煨弯制，得到2205/X65双金属冶金复合弯管，热煨温度为1000-1050℃，推进速度为40-60mm/min；最后对所述2205/X65双金属冶金复合弯管进行回火处理，回火温度为400-450℃，保温时间为2h；所述坡口为双V型，坡口角度为60-70°，钝边为6mm，X65碳钢层和2205耐蚀合金层的坡口深度为5mm；所述焊接的顺序依次为X65碳钢层、过渡层和2205耐蚀合金层焊接，所述X65碳钢层采用SAW焊，所述2205耐蚀合金层和过渡层采用TIG焊；所述X65碳钢层焊接采用的焊丝为H08E，焊剂为SJ101G；所述2205耐蚀合金层焊接采用ER2209焊丝，过渡层焊接采用ER309焊丝；所述弯管的屈服强度≥515MPa，抗拉强度≥615MPa，弯管的焊缝在-10℃下冲击韧性≥94J；根据ASTM 262E法晶间腐蚀，弯管耐蚀合金层无裂纹。

说明书

一种2205/X65双金属冶金复合弯管的制造方法

技术领域:

[0001] 本发明涉及一种冶金复合弯管的制造方法，尤其涉及一种2205/X65双金属冶金复合弯管的制造方法，主要用于石油天然气输送用焊接复合弯管。背景技术:

[0002] 油气输送中的H2S、CO2会引起管道严重的均匀腐蚀、点腐蚀、硫化物应力腐蚀开裂和氢致开裂，从而导致输送管道的失效和事故。双金属复合管综合了耐蚀材料的抗腐蚀性能和碳钢材料的良好力学性能，其耐腐蚀性能与内衬耐蚀合金管材相当，提高了管道安全级别，延长了管道寿命，是一种适应油气田防腐需要的新型管材。

[0003] 2205双相不锈钢是一种典型的铁素体+奥氏体双相不锈钢，通常两相各占50％，它同时具有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的性能特点。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的韧性高、脆韧转变温度低、耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，并保留了铁素体不锈钢热导率高、线膨胀系数小、具有超塑性等特点；与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢强度较高，耐晶间腐蚀、耐应力腐蚀性能明显改善。

[0004] 复合弯管在集输管线上的主要作用是根据需要改变管线的方向，可以缓冲管线所在地域的地层迁移、地震变化等附加在直管上的应力载荷的作用。复合弯管的制造普遍采用两种类型，一种是在碳钢弯管内壁采用堆焊耐蚀合金制备，如中国专利CN102729009A等。第二种是采用冶金复合管进行热煨工艺制备，如中国专利CN105689479A等。由于第一种堆焊方法生产效率较低，而且受管径大小影响较大，应用较少。第二种采用热煨方法生产复合弯管应用较多。热煨复合弯管采用直缝或无缝复合管作为母管，通过对母管快速感应加热后进行弯曲煨制。

[0005] 2205/X65不锈钢复合管，其基层X65为低碳微合金化管线钢，与复层2205的化学成分差别很大，两种材料的热处理工艺差别较大，2205双相不锈钢通常采用950℃-1100℃的固溶处理工艺，以得到较好耐蚀性能；而X65管线钢通常进行850℃-900℃的正火处理保证其良好的力学性能。因此在复合弯管的煨制过程中，要保证基层X65管线钢的力学性能，又要保证2205双相不锈钢的耐蚀性能是非常困难的。

[0006] 授权公告号为CN203517040U，公开了一种直缝双金属复合焊管，其制备方法适用于2205/X65双金属冶金复合弯管母管的制备，但是目前还没有将该方法与热煨工艺结合起来制备2205/X65双金属冶金复合弯管的技术，因此如何通过合理的工艺参数制造母管，又要保证制造的母管经热煨工艺后不影响X65管线钢的力学性能和2205双相不锈钢的耐蚀性能是非常困难的。发明内容：

[0007] 本发明的目的在于提供一种2205/X65双金属冶金复合弯管的制造方法，该制造方法不仅保证了X65碳钢层的力学性能，而且保证了2205耐蚀合金层的耐蚀性能。

[0008] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种2205/X65双金属冶金复合弯管的制造方法，包括：通过爆炸+轧制工艺将2205耐蚀合金层和X65碳钢层进行复合制备冶金复合板，对冶金复合板进行矫直、表面处理、坡口加工，再采用JCOE成型方式将冶金复合板成型为管状，并对管状进行焊接，形成2205耐蚀合金层在内、X65碳钢层在外的2205/X65双金属冶金复合管；对所述2205/X65双金属冶金复合管进行感应加热并热煨弯制，得到2205/X65双金属冶金复合弯管，热煨温度为1000-1050℃，推进速度为40-60mm/min；最后对所述2205/X65双金属冶金复合弯管进行回火处理，回火温度为400-450℃，保温时间为2h。

[0009] 所述坡口为双V型，坡口角度为60-70°，钝边为6mm，X65碳钢层和2205耐蚀合金层的坡口深度为5mm。

[0010] 所述焊接的顺序依次为X65碳钢层、过渡层和2205耐蚀合金层焊接，所述X65碳钢层采用SAW焊，所述2205耐蚀合金层和过渡层采用TIG焊。

[0011] 所述X65碳钢层焊接采用的焊丝为H08E，焊剂为SJ101G；所述2205耐蚀合金层焊接采用ER2209焊丝，过渡层焊接采用ER309焊丝。

[0012] 本发明的有益效果：

[0013] 1、本发明通过合理的热煨工艺，有效避免了2205/X65双金属冶金复合管的敏化温度范围，不仅保证了X65碳钢层的力学性能，同时又保证了2205耐蚀合金层的耐蚀性能。

[0014] 2、本发明通过对采用合理工艺制备的2205/X65双金属冶金复合管进行热煨弯制，得到2205/X65双金属冶金复合弯管，使弯管的屈服强度≥515MPa，抗拉强度≥615MPa，弯管焊缝在-10℃下冲击韧性≥94J；根据ASTM 262E法晶间腐蚀，弯管耐蚀合金层无裂纹。具体实施方式：

[0015] 实施例1：对通过爆炸+轧制工艺将2205耐蚀合金层和X65碳钢层进行复合制备的复合板进行矫直、表面处理、坡口加工，采用JCOE成型、预焊的方式将复合板加工成管状，然后采用热煨弯制的方式制成双金属复合弯管。

[0016] 2205/X65双金属冶金复合板，2202耐蚀合金层厚度为2mm，X65碳钢层厚度为14mm，将其加工成双V型坡口，坡口角度为60-70°，钝边为6mm，碳钢层和耐蚀合金层的坡口深度为5mm，采用JCOE的成型方式进行成型预焊，然后进行复合管焊接，碳钢层采用埋弧焊接，焊丝为H08E(Ф4.0mm)，焊剂为SJ101G；耐蚀合金层和过渡层采用TIG焊工艺，复层焊接材料为ER2209，过渡层焊接材料采用ER309焊丝，制备出2205/X65双金属冶金复合管。

[0017] 采用热煨工艺进行弯制，热煨温度为1000℃，推进速度为40mm/min，最后进行回火处理，回火温度400℃，保温2h，冷却到室温，最终得到2205/X65双金属冶金复合弯管，经检测，弯管的理化性能和耐腐蚀性能如表1，均满足相关标准要求。

[0018] 实施例2：2205/X65双金属冶金复合管作为母管的制备方法与实例1相同，热煨工艺不同于实例1。对母管采用热煨工艺进行弯制，热煨温度为1050℃，推进速度为60mm/min，最后进行回火处理，回火温度450℃，保温2h，冷却到室温，最终得到冶金复合弯管，经检测，弯管的理化性能和耐腐蚀性能如表2，均满足相关标准要求。

[0019] 表1实施例1弯管的理化性能和耐腐蚀性能

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[0021] 表2实施例2弯管的理化性能和耐腐蚀性能

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