[發(fā)明專(zhuān)利]深水用埋弧焊大口徑鋼管的縮徑制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310449665.6
• 申請(qǐng)日: 2013-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104511720B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓秀林;閔祥玲;孫靈麗;方文;王菁;孫磊;張占國(guó);何志偉;邊城
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司;中國(guó)石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司;河北華油鋼管設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23P15/00
• 分類(lèi)號(hào): B23P15/00;B23K9/18
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 吳貴明,張永明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種埋弧焊大口徑鋼管制造方法，尤其是涉及一種深水用埋弧焊大口徑鋼管的縮徑制造方法。

背景技術(shù)

目前開(kāi)發(fā)的深海油氣田普遍是在水深2000～3000m水域，而最深的鉆井水域及采油井水深已達(dá)6000m以上，預(yù)計(jì)到2015年，深海油田產(chǎn)量將占所有海上產(chǎn)量的25％，海洋天然氣的產(chǎn)量仍將繼續(xù)增加，最終將達(dá)到全球天然氣產(chǎn)量的50%左右，這將使得天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的投資增加，天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中所需海底管線的數(shù)量將大幅增加。

近20年來(lái)，JCOE（大口徑直縫雙面埋弧焊鋼管成型工藝）除了用于陸上管線管的生產(chǎn)，也逐漸用于大壁厚海底管線管的生產(chǎn)。深海管道處于周?chē)h(huán)境水的高壓下，并且在管道敷設(shè)時(shí)容易彎曲。為了避免管道壓潰，需要采用較低的徑厚比（D/t）。除了壁厚之外，鋼管圓度是影響施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接施焊的最直接因素，圓度好、管徑整齊劃一的鋼管，在高輸送壓力下服役時(shí)各個(gè)方向受力均衡，是管線質(zhì)量的重要保障。特別是深水管線，主要設(shè)計(jì)載荷是外壓，相關(guān)的極限狀態(tài)是壓潰狀態(tài)，要求鋼管具有極高的可靠性、良好的圓度和均勻的力學(xué)性能。

2012年1月11日公開(kāi)的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利《一種海底用X65管線鋼直縫埋弧焊管制造方法》（CNCN102310119A），鋼管的制造工藝過(guò)程包括銑邊、預(yù)彎邊、JCO成型、預(yù)焊、內(nèi)焊、外焊、第一次超聲波檢查、第一次X射線檢查、機(jī)械擴(kuò)徑、水壓試驗(yàn)、倒棱、坡口加工、第二次超聲波檢查、第二次X射線檢查、管端磁粉檢查和外觀質(zhì)量檢查。該發(fā)明使得X65鋼級(jí)直徑為Φ762mm、壁厚為28.6～30.2mm直縫埋弧焊管在JCO成型過(guò)程中各部分變形均勻、性能均勻；解決了鋼管在焊接過(guò)程中局部受熱導(dǎo)致強(qiáng)韌性及延伸率嚴(yán)重降低的問(wèn)題；解決了鋼管在機(jī)械擴(kuò)徑時(shí)由于加工硬化導(dǎo)致強(qiáng)度增加、韌性和均勻延伸率降低的問(wèn)題。

盡管現(xiàn)有JCOE工藝可以生產(chǎn)圓度小于0.15%的厚壁鋼管，但是其壓潰壓力顯著低于相同鋼級(jí)和徑厚比的無(wú)縫鋼管，因冷成型（特別是擴(kuò)徑工序）會(huì)導(dǎo)致鋼管的壓潰壓力降低30%以上。簡(jiǎn)言之，由于包辛格效應(yīng)，擴(kuò)徑使鋼管材料沿圓周方向的拉伸強(qiáng)度提高，而使壓縮強(qiáng)度降低，不能滿足深水管線的性能要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有采用JCOE工藝生產(chǎn)厚壁鋼管存在的壓縮強(qiáng)度降低，不能滿足深水用管線壓潰壓力性能要求的不足，本發(fā)明提供一種深水用埋弧焊大口徑鋼管的縮徑制造方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：深水用埋弧焊大口徑鋼管的縮徑制造方法，包括銑邊、預(yù)彎邊、JCO成型、合縫及預(yù)焊、內(nèi)焊、外焊、水壓試驗(yàn)、到棱、超聲波檢查、X射線檢查工藝步驟，具體工藝步驟為：

1）銑邊，坡口加工：通過(guò)銑邊機(jī)對(duì)鋼板兩邊緣進(jìn)行雙面銑削，使之達(dá)到要求的板寬、板邊平行度和坡口形狀；

2）預(yù)彎邊：根據(jù)鋼管曲率要求和管徑尺寸要求，利用預(yù)彎邊機(jī)對(duì)板邊彎曲至符合要求的曲率；

3）JCO成型：

首先，利用JCO成型機(jī)將經(jīng)過(guò)預(yù)彎邊后的鋼板的一半進(jìn)行多次沖壓，壓成“J”形；

再將其另一半進(jìn)行同樣的多次沖壓，壓成“C”形；

最后在整個(gè)鋼板的中間壓制一次使其形成開(kāi)口的“O”形；

4）合縫及預(yù)焊：通過(guò)調(diào)整合縫預(yù)焊機(jī)壓輥的位置，使成型后鋼管的焊接坡口良好的匹配在一起，保證錯(cuò)邊、縫隙尺寸符合要求，同時(shí)采用氣體保護(hù)焊接方式進(jìn)行焊接；

5）內(nèi)焊：采用四絲埋弧自動(dòng)焊在鋼管內(nèi)側(cè)焊接坡口進(jìn)行焊接，第一絲采用直流反接，第二至四絲為交流；

6）外焊：采用四絲埋弧自動(dòng)焊在鋼管外側(cè)焊接坡口進(jìn)行焊接，第一絲采用直流反接，第二至四絲為交流；

7）機(jī)械縮徑：利用鋼管定徑壓機(jī)對(duì)鋼管全長(zhǎng)進(jìn)行環(huán)向壓縮；

8）質(zhì)量檢查：超聲波檢查、X射線檢查、管端磁粉檢查和外觀檢查；

9）水壓試驗(yàn)：對(duì)鋼管進(jìn)行100%的靜水壓試驗(yàn)；

10）質(zhì)量檢查：超聲波檢查、X射線檢查、管端磁粉檢查和外觀檢查；

11）倒棱：將檢驗(yàn)合格的鋼管進(jìn)行管端加工。

步驟7）機(jī)械縮徑，采用鋼管定徑壓機(jī)的主機(jī)為一臺(tái)四梁四柱液壓機(jī)，前后配備可升降的輸送輥道和可升降的旋轉(zhuǎn)輥道，縮徑操作時(shí)：由主機(jī)下活動(dòng)橫梁和輥道協(xié)調(diào)動(dòng)作，找出鋼管橢圓截面的長(zhǎng)軸方向，并使其旋轉(zhuǎn)至垂直方向，逐段送入縮頸模，在壓力作用下使圓度誤差＜0.3%；沿鋼管軸線找出高點(diǎn)，并使其旋轉(zhuǎn)至垂直向上方向，使高點(diǎn)被送入鋼管定徑壓機(jī)上模正下方，鋼管落在支座上，在鋼管定徑壓機(jī)上模壓力作用下改善鋼管直線度，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。