卷管焊缝整体热处理HFW焊管无缝化技术

HFW焊管无缝化技术
HFW 焊接钢管是一直伴随着与无缝钢管的竞争而不断发展的。焊接钢管要想逐步取代无缝钢管，关键是要有高的产品质量及较低的生产成本。为了使HFW焊管发挥壁厚均匀、几何尺寸规整和生产成本低等优势，又能克服由于存在焊缝所带来的力学性能不一致及沟槽腐蚀等问题，进入传统无缝管所占领的高等级油气输送管和油井管等领域。新近出现了焊管无缝化的思想。
无缝化是指应用热处理等工艺，使焊缝、热影响区（HAZ）的金相组织和力学性能与母材趋于一致。目前主要采用3种方式进行焊管无缝化处理：一是焊缝在线热处理；二是焊管整体加热张力减径轧制；三是焊管整体热处理。
1、焊缝在线热处理
1）焊缝在线模拟正火（N）热处理
采用中频感应加热将焊缝快速加热到奥氏体化温度，一般为AC3温度再加热30-50℃，但不能低于1010℃，使得焊缝中马氏体组织完全转换成奥氏体，焊缝空冷到700℃以下，以避免重新形成马氏体组织，空冷到370℃以下时，进行水冷。
主要装备为中频感应加热设备。根据焊管的壁厚选择频率，一般为1-3kHZ。
2）焊缝在线淬火+回火（Q+T）热处理
将焊缝加热到正火温度后，喷水进行淬火，可形成极细的马氏体组织，然后再将焊缝加热到回火温度，一般为540-700℃，进行空冷，完成淬火+回火（Q+T）热处理全过程。主要装备为两套中频感应加热设备，水喷淋设备等，生产线较长，投资也较大。
2、热张力减径轧制
热张力减径工艺实际上就是对焊管进行正火+形变热处理。将母材整体加热到920-950℃后，使焊缝和管体金相组织完全奥氏体化，然后通过张力减径机，进行多架次大变形量的轧制，一般终轧温度不低于850℃，以满足焊管轧制结束后，内部形成微细均匀的晶粒组织。
焊缝经过相变后与母材又同时进行形变热处理，并在同等条件下完成再结晶过程，其金相组织与晶粒状态必将与母材趋于一致，同时彻底消除了由于焊管成型所带来的内应力。此工艺现已被重视，正在逐步推广应用，用于生产高级HFW焊管。
3、焊管整体热处理
 将焊管整体加热到正火温度，使所有组织完全奥氏体化后，然后进行空冷。这样可基本消除管体与焊缝之间的金相组织差异，且彻底消除焊管由于成型和焊接等产生的内应力，但焊缝与管体的晶粒状态仍存在着差异，将带来力学性能与耐腐蚀方面的不足。
该工艺多采用离线方式，使用保护气体热处理炉来整体加热焊管，另外空冷也将需要较长时间，因此生产效率较低。
三种无缝化技术中，目前HFW焊管无缝化多采用焊缝在线热处理技术，但综合来讲，焊管整体加热张力减径将是一种理想的焊管无缝化技术，而焊管整体热处理技术应用很少