感应加热弯管(钢管)“屈服强度”和“抗拉强度”偏低原因分析(2)

弯管是油气输送管线中重要的连接件, 其作用是适应管线设计要求, 改变管线的方向[1] 。 拉伸性能是弯管的主要性能指标之一, 是弯管设计和安全评价的重要依据[2-3] 。 某钢管厂试制的Φ813 mm×22.23 mm 规格 X70M 感应加热弯管进行拉伸试验时, 发现过渡区外弧侧管体屈服强度和抗拉强度低于标准要求。 该弯管母管为直缝埋弧焊管, 采用局部感应加热工艺弯制而成。 局部感应加热方法 [4] , 是利用感应加热线圈, 在弯管母管圆周形成一条狭窄的环形加热带, 在母管移动的同时, 使其连续弯曲的工艺。 该弯管直管段不淬火, 弯曲部分淬火, 然后对弯管进行整体热处理, 推制温度为 960±25 ℃, 推进的速度为20 mm/min, 强制单面水冷。 采用回火热处理, 回火温度 530 ℃, 回火加热速度 100 ℃/h, 保温 1 h,空冷工艺。
本研究在该弯管上取样, 进行了一系列的理化性能试验, 系统分析其强度指标不符合要求的产生原因。
1 试验分析
1.1 化学成分分析
按照 GB/T 4336—2016 [5] 标准要求, 采用 ARL-4460 直读光谱仪对管体化学成分进行了分析, 结果见表 1, 各元素含量符合 GB/T 29168.1—2012 [6] 《石油天然气工业 管道输送系统用感应加热弯管、 管件和法兰 第一部分: 感应加热弯管》要求。
表1 Φ813 mm×22.23 mm 规格 X70M 感应加热弯管管体的化学成分

1.2 力学性能试验
力学性能试验取样位置及编号如图1 所示。按图1所示, 在 1、 2、 3A、 3B、 4、 5、 6、 7 位置取样, 按照 GB/T 228.1—2010 [7] 标准要求, 采用SHT4106 材料试验机对管体和焊接接头进行拉伸试验, 试验结果见表 2。