[發明專利]一種高強度X100鋼級螺旋縫埋弧焊管制造方法

有效

• 申請號: 201010112123.6
• 申請日: 2010-02-23
• 公開（公告）號: CN101797600A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 李延豐;趙迪;申立群;李永東;韓秀林;宮少濤;黃健;劉建輝;李洋;鄭中;張永青;張偉衛;王慶國;李健一;王海生
• 申請（專利權）人: 華油鋼管有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所;本鋼板材股份有限公司;首鋼總公司
• 主分類號: B21C37/08
• 分類號: B21C37/08;B23K9/18;B23K9/032;B23K9/095;B23K9/235;B23C3/12;B23K9/127;B21D41/02;B21D5/00
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 夏素霞

技術領域

本發明涉及一種螺旋縫埋弧焊管及其制造技術，尤其是一種高強度X100 鋼級螺旋縫埋弧焊管制造方法。

背景技術

螺旋縫埋弧焊管是將鋼卷板按一定的曲率半徑進行螺旋彎曲后沿鋼板對接 的縫隙焊接在一起制成的。由于螺旋縫埋弧焊管具有投資低、生產品種多等優 點，因此成為目前國內使用量最多的一種鋼管制造方法。但由于其成型的方式、 以及長期來鋼管強度都比較低等限制，對高強度鋼管的生產很少。目前，螺旋 縫埋弧焊管所生產的鋼管所用鋼材均未超過X80鋼級。隨著管線建設向長距離、 高壓力、大口徑的發展，使鋼管的強度要求顯著增加。例如用X100高強度管線 鋼卷板制作螺旋縫埋弧焊管目前還沒有公開的技術研究。目前的生產方式在生 產高強度螺旋縫埋弧焊管時仍存在很多問題，主要表現在：隨著鋼的強度增加， 鋼帶在成型器中，尤其是遞送邊一側帶鋼邊緣變形不充分，同時目前普遍采用 的剪邊工藝還會造成板邊的下翻邊現象，在隨后的工序中如不進行矯正，生產 中在成型咬合時容易出現噘嘴、成型縫內緊外松、錯邊等缺陷，甚至會造成焊 縫微裂紋等致命缺陷；卷板自身存在的月牙彎等問題，突出地影響了鋼管的成 型穩定性，使鋼管的周長和橢圓度變化較大，不能有效保證鋼管外形尺寸的穩 定性，給鋼管現場對接施工造成一定的影響；另外，隨鋼的強度增加，使焊接 過程變得更加困難，如何控制焊接接頭的組織和性能也是需要解決的一個關鍵 問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種高強度X100鋼級螺旋縫埋弧焊管制 造方法，該方法尤其適用于Φ1016×15.3mm高強度X100鋼級螺旋縫埋弧焊管 的制造。

為解決上述技術問題，本發明螺旋縫埋弧焊管主要化學成分的重量含量為： C?0.04～0.06％，Si?0.20～0.30％，Mn?1.8～2.0％，P≤0.015％，S≤0.003 ％，Cr≤0.40％，Ni≤0.50％，Cu≤0.30％，Mo≤0.40％，Ti≤0.020％，Nb ≤0.10％，V≤0.06％，Al≤0.06％，N≤0.006％，B≤0.0005％，余量為Fe； 其中Pcm≤0.23％，CEIIW?0.50～0.55％；其加工工序包括：開卷、矯平、銑 邊、預彎、成型、內焊、外焊、管端擴徑、母材分層超聲波檢查、焊縫X射線 檢查、水壓試驗、焊縫超聲波檢查、管端倒棱、成品檢查。

本發明方法與現有的加工螺旋縫埋弧焊管的工藝路線相比主要增加了雙銑 邊工序、預彎邊工序、管端擴徑工序。針對高鋼級、大口徑螺焊鋼管，焊縫中 氣孔、夾渣、裂紋等缺陷出現的幾率增加，本發明采用先進的無損檢測技術實 現了對焊縫內在質量的有效檢測。通過采用焊縫缺陷判斷計算機專家系統，對 焊縫X射線探傷的圖像進行實時掃描分析，完成缺陷的自動識別、標記、報警、 記錄的功能，實現X射線探傷的自動化；在超聲波系統上采用激光自動跟蹤技 術、同時改進其機械裝置，在保證探頭架剛性的前提下，探頭與鋼管柔性接觸， 從而提高自動超聲波探傷的準確性和可靠性。

優選的銑邊工序的工藝為雙銑邊工藝：先粗銑I型坡口，然后精銑X型坡 口，鈍邊6～8mm，坡口角度70°～90°。開坡口的目的是保證板卷在焊接過程 中能夠焊透，并提高焊接速度，改善焊縫形貌，減小焊接線能量，降低焊接熱 輸入對焊接熱影響區組織和性能的影響，提高焊縫熱影響區的性能。

優選的預彎工序的工藝為：采用預彎機對卷板的遞送邊和自由邊進行預彎 邊，預彎邊的尺寸為半徑1470mm、長度100～130mm。

在大直徑、高鋼級的螺旋縫埋弧焊管的成型過程中，合口對縫兩側的帶鋼 的邊部通常以圓弧曲線過渡或微內張口較為適宜；鋼帶在成型器中，尤其是遞 送邊一側，機臂需給內焊裝置預留空間，端頭成型輥距板邊至少50mm。若不使 用彎邊輥，將造成帶鋼邊緣變形不充分；有時剪邊工序還會造成板邊的下翻邊 現象，生產中容易造成成型咬合時出現噘嘴、成型縫內緊外松、錯邊等缺陷， 嚴重影響鋼管外觀質量和以后的焊接工序，甚至會造成焊縫微裂紋等致命缺陷， 無法在以后的工序予以消除，嚴重影響鋼管的質量，造成鋼管合格率下降。因 此針對Φ1016×15.3mm的高強度X100鋼級管線鋼的屈服強度，通過放樣、彈 性力學分析等手段，對帶鋼邊緣進行充分預彎，能有效消除了噘嘴、錯邊等成 型缺陷，使鋼管成型焊接質量得到明顯提高。