专利名称：一种具有抗腐蚀功能的复合弯头制造方法
技术领域：
本发明属于机械产品制造领域，涉及一种可应用于油气输送管道中的不锈钢与管 线钢复合弯头制造方法。
背景技术：
管道是石油天然气输送的重要方式，弯头是管道中的常用管件，由于结构特殊，对 于中高压输送管道，为保证安全，弯头的设计壁厚通常要大于管道用钢管的壁厚。对于含硫 化氢(H2S)的油气田，输送介质对管道具有一定的腐蚀性，要求管道用材料具有抗氢致开裂 (HIC)能力和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)的能力。为降低弯头在H2S介质中的开裂几率，应采用抗腐蚀能力较强的材料制造腐蚀介 质环境下使用的弯头，如不锈钢。然而油气输送管道用弯头一般均为较大口径、厚壁弯头， 如果完全采用不锈钢材料制造弯头，成本太高。如采用复合弯头，即弯头内层采用防腐能力 强的不锈钢，外层采用高强度管线钢，则可以满足性能并且不至于大幅提高制造成本。复合弯头的制造可以采用复合板材或复合管直接进行加工，如对于小口径薄壁复 合弯头，可以采用复合钢管进行冷成型，此种方式的应用已较为常见。然而冷成型能力和应 用范围有限，对于油气输送管道用较大口径厚壁弯头，往往需要在弯头成型过程中采用热 加工的方式，这就给直接采用复合材料制造弯头带来了困难。其一、不锈钢和管线钢的热 加工温度不一致，管线钢成型过程中多采用800°C 900°C的加热温度，且为了保证性能， 经常采用400°C 650°C的回火处理，对于不锈钢材料，其敏化温度区间为450°C 850°C之 间，所以两种材料很难采用同一热加工工艺。其二，不锈钢和管线钢的延展性不同，在加热 状态下，变形能力不协调，不利于弯头的成型。基于以上所述情况，本发明提出一种新式的油气输送管道用具有抗腐蚀功能的复 合弯头及其制造工艺，此复合弯头内层为不锈钢材料，外层为高强度管线钢，成型方式为内 外层分别成型，继而进行复合。此弯头不仅具有良好的抗H2S能力，同时具有耐高压能力。
发明内容
本发明的目的在于提出一种弯头内层为不锈钢材料，外层为高钢级管线钢，内外 层通过胀接紧密的结合在一起的具有抗腐蚀功能的复合弯头制造方法，弯头内层不锈钢可 提高弯头的抗腐蚀能力，外层的高强度管线钢能有效的保证弯头的承压能力。可将此种弯 头用于含H2S介质的油气输送管道，弥补普通碳钢弯头抗腐蚀能力的不足，提高管道油气 输送能力及安全性。本发明所述的具有抗腐蚀功能的复合弯头制造方法为1)利用弯制的方式将无缝不锈钢管加工成弯头内层；(2)将弯头外层沿内外弧中心线分为对称的两部分，用管线钢板分别将两部分热 压成型；(3)将热压成型的弯头外层两部分与弯头内层装配在一起，外层两部分采用焊接方式连接在一起；(4)采用胀接的方式，使弯头不锈钢内层与管线钢外层紧密的结合在一起。该弯头结构特点为内层采用无缝钢管直接加工，材料为不锈钢，如0Crl8M9Ti 等，其厚度可根据需要而定；外层选用高钢级管线钢板，采用压制焊接成型方式加工，材料 可选X70、X80等管线钢。主要特点为弯头内外两层分别加工，外层结构上带有两条焊缝。本发明为一种具有抗腐蚀功能的复合弯头制造方法。弯头内层是不锈钢材料，与 普通碳钢弯头相比，此复合弯头的抗H2S腐蚀能力有较大程度的提高；同时，弯头外层采用 了高钢级管线钢，与全不锈钢弯头相比，可有效控制制造成本。本发明提出的复合弯头内外 层分别成型、继而复合的工艺，可有效的解决直接采用复合材料难于热加工成型的问题，因 而适用于较大口径厚壁复合弯头的制造。本发明所设计弯头可用于含H2S介质的油气输送 管道，提高管道输送能力及安全性。
图1具有抗腐蚀功能复合弯头结构示意图。其中1、不锈钢内层 2、管线钢外层 3、焊缝
具体实施例方式如需制造一用于油气输送管线的复合弯头，弯头公称直径600mm，要求弯头外层为 X70管线钢，壁厚30mm，内层为0Crl8Ni9Ti不锈钢，壁厚不小于5mm。具体工艺过程如下(1)选用材料为0Crl8Ni9Ti的无缝不锈钢管，采用弯制的方法，加工壁厚6mm的弯 头不锈钢内层1，并进行固溶处理，弯头不锈钢内层外径控制在563mm 566mm之间。(2)裁减两块相同大小的壁厚大于30mm X70钢板，采用热压加工的方式，加工 弯头管线钢外层2对称的两部分。此两部分组合起来后的弯头管线钢外层的内径控制在 568mm 571mm 之间。(3)将弯头管线钢外层两部分与弯头不锈钢内层装配在一起，外层两部分采用焊 接方式连接，外层结构上带有两条焊缝3。(4)采用机械胀管方法，使不锈钢内层发生塑性变形，直至管线钢外层发生弹性变 形，通过此胀接方式，使弯头不锈钢内层与X70管线钢外层紧密的结合在一起。
权利要求
一种具有抗腐蚀功能的复合弯头制造方法，其特征在于(1)利用弯制的方式将无缝不锈钢管加工成弯头内层；(2)将弯头外层沿内外弧中心线分为对称的两部分，用管线钢板分别将两部分热压成型；(3)将热压成型的弯头外层两部分与弯头内层装配在一起，外层两部分采用焊接方式连接在一起；(4)采用机械胀管方法，使不锈钢内层发生塑性变形，直至管线钢外层发生弹性变形，通过此胀接方式，使弯头不锈钢内层与管线钢外层紧密的结合在一起。
全文摘要
本发明涉及一种具有抗腐蚀功能的复合弯头制造方法；(1)利用弯制的方式将无缝不锈钢管加工成弯头内层；(2)将弯头外层沿内外弧中心线分为对称的两部分，用管线钢板分别将两部分热压成型；(3)将热压成型的弯头外层两部分与弯头内层装配在一起，外层两部分采用焊接方式连接在一起；(4)采用胀接的方式，使弯头不锈钢内层与管线钢外层紧密的结合在一起；弯头外层采用了管线钢，与全不锈钢弯头相比，可有效控制制造成本，复合弯头内外层分别成型、继而复合的工艺，可有效的解决直接采用复合材料难于热加工成型的问题，因而适用于较大口径厚壁复合弯头的制造，本弯头可用于含H2S介质的油气输送管道，提高管道输送能力及安全性。
文档编号B23P15/00GK101941133SQ200910088778
公开日2011年1月12日 申请日期2009年7月10日 优先权日2009年7月10日
发明者冯耀荣, 刘迎来, 吉玲康, 池强, 王鹏, 赵新伟, 霍春勇 申请人:中国石油天然气集团公司;中国石油天然气集团公司管材研究所