一种研究制管变形对管线钢氢致开裂性能影响的方法

技术领域

本发明属于低碳微合金钢生产技术领域，特别是涉及一种研究制管变形对管线钢氢 致开裂(HIC)性能影响的方法，适用于X52MS-X65MS较高级别抗硫化氢中厚板管线钢 的生产。

背景技术

众所周知，在直缝埋弧焊管生产过程中钢板须经历弯曲(JCO)和扩径(E)两阶段的变 形过程，因机械强制变形的金属材料内部将产生大量的残余应力，容易在带状组织、夹 杂物和组织不均匀性处出现应力集中，由于残余应力在后续制管工序无法消除，其必将 影响最终产品钢管的HIC性能，可见在由钢板至钢管的成型过程中HIC性能将存在一 定程度的变化。在以往生产过程中，钢厂通常按钢管HIC性能的标准要求来对钢板HIC 性能进行验收判定，因此时常出现HIC性能合格的钢板，但经制管后钢管HIC性能出 现不合的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种研究制管变形对管线钢氢致开裂性能影响的方法，建立 了一种“拉伸+弯曲”成型方法模拟钢板JCOE制管成型过程，并通过该方法掌握了制 管前后HIC性能之间的变化规律，有效提出确保钢管HIC性能合格所对应的钢板HIC 性能判定指标，为抗硫化氢管线钢的合同稳定生产与质量风险控制提供良好的保障。

本发明通过“拉伸+弯曲”成型方法模拟钢板JCOE制管成型过程，在钢板同一位 置取2块样坯，其横向长度为成品钢管周长的1/4，对其中1块样坯进行“拉伸+弯曲”变 形，工艺步骤及控制的技术参数如下：

(1)利用拉伸试验机对所取钢板样坯进行预拉伸变形，模拟厚径比为0.015～0.054 成品钢管的制管扩径成型过程；根据制管扩径率为0.65～0.85%，对钢板样坯进行应变率 为3.1～4.5%的预拉伸变形，整个预拉伸过程采用引伸计控制实际变形量；

(2)利用弯曲试验机对已预拉伸变形样坯进行弯曲变形模拟制管弯曲成型过程，根 据成品钢管管径为518～813mm，计算出样坯弯曲圆心角90°时所对应的弦高为 76～119mm；整个弯曲过程试验机压下量等同于变形后弦高，即控制试验机压下量；

(3)对原始未变形钢板样坯与“拉伸+弯曲”成型钢板样坯在同一位置分别取抗HIC 试样，均按照NACE0284标准进行氢致开裂性能检验及裂纹长度率测量评价，并对两试 样所对应的裂纹长度率进行比较，以得出模拟分析制管前后钢板与钢管之间氢致开裂性 能的对应关系。

本发明的优点在于：通过“拉伸+弯曲”成型方法模拟钢板JCOE制管成型过程， 有助于研究制管变形对抗硫化氢管线钢HIC性能的影响，以掌握制管前后HIC性能之 间的变化规律，为钢板HIC性能判定指标和管厂的制管工艺提供有力的科学指导。

具体实施方式

根据本发明提供的一种研究制管变形对管线钢氢致开裂性能影响的方法，通过采用 “拉伸+弯曲”成型方法模拟抗硫化氢管线钢制管成型，在钢板同一位置取2块样坯， 其横向长度为成品钢管周长的1/4，对其中1块样坯进行“拉伸+弯曲”变形。

实施例1

针对不同厚径比(壁厚/直径之比)X65MS钢管，模拟制管成型工艺参数如表1所示； 当钢管裂纹长度率CLR控制在标准要求15%以内时，其制管前钢板裂纹长度率的最大 允许值如表2所示。

表1模拟X65MS钢管成型工艺参数

表2不同厚径比X65MS钢管裂纹长度率15%所对应的钢板裂纹长度率 最大允许值

实施例2

针对不同厚径比(壁厚/直径之比)X60MS钢管，模拟制管成型工艺参数如表3所示； 当钢管裂纹长度率CLR控制在标准要求15%以内时，其制管前钢板裂纹长度率的最大 允许值如表4所示。

表3模拟X60MS钢管成型工艺参数

表4不同厚径比X60MS钢管裂纹长度率15%所对应的钢板裂纹长度率 最大允许值

实施例3

针对不同厚径比(壁厚/直径之比)X52MS钢管，模拟制管成型工艺参数如表5所示； 当钢管裂纹长度率CLR控制在标准要求15%以内时，其制管前钢板裂纹长度率的最大 允许值如表6所示。

表5模拟X52MS钢管成型工艺参数

表6不同厚径比X52MS钢管裂纹长度率15%所对应的钢板裂纹长度率 最大允许值