[發(fā)明專利]X80管線鋼螺旋焊管的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610344532.6
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN105817844B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李學(xué)達(dá);劉振偉;林學(xué)強(qiáng);付超;范玉然;孫建波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）;華油鋼管有限公司;山東勝利鋼管有限公司;中國石油天然氣管道科學(xué)研究院
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B21C37/08
• 代理公司: 北京思格頌知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11635
• 代理人: 潘珺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域，具體地，涉及一種螺旋埋弧焊管的制造方法，用作石油天然氣輸送，適用于Φ1422mm×21.4mm的X80管線鋼螺旋焊管的制造。

背景技術(shù)

隨著西氣東輸?shù)裙芫€工程的實(shí)施，管線鋼自2000年以來在國內(nèi)飛速發(fā)展，目前國內(nèi)管線鋼的制造水平已經(jīng)居于世界前列。現(xiàn)階段，正在鋪設(shè)的輸氣管線主要應(yīng)用的是X80管線鋼。目前生產(chǎn)的X80管線鋼母材的各項(xiàng)性能指標(biāo)都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，但其焊接過程中仍存在很多問題；并且，在輸油輸氣管線中，焊縫長度所占比例較大，因此焊接接頭的性能將會直接決定整條管線的安全性和可靠性。

焊接接頭的性能主要由焊接熱影響區(qū)及焊縫金屬的性能決定。目前，管線鋼制管焊接過程中，焊縫金屬的強(qiáng)度和韌性有較好的匹配，并不成為降低焊接接頭性能的主要因素。而熱影響區(qū)的性能并不穩(wěn)定，尤其是沖擊韌性測試過程中經(jīng)常有低值出現(xiàn)。焊接熱影響區(qū)的性能主要由母材的成分及焊接工藝決定。現(xiàn)今生產(chǎn)的管線鋼大部分都采用低碳/超低碳、高錳、高鈮的微合金化設(shè)計(jì)，母材成分差別并不大。因此要提高焊接熱影響區(qū)的性能，主要靠改進(jìn)焊接工藝來實(shí)現(xiàn)。制管的焊接工藝目前大部分采用雙面自動埋弧焊，以螺旋焊管和直縫焊管為主。

螺旋焊管和直縫焊管各有優(yōu)缺點(diǎn)。螺旋焊管的最大優(yōu)點(diǎn)是它對原料的適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性，西氣東輸一線便主要采用螺旋焊管。螺旋焊管可以通過成型角的調(diào)整，使用不同寬度的帶鋼生產(chǎn)同一口徑的鋼管。反之，也可以采用同一寬度的板材生產(chǎn)不同口徑的鋼管。因此能夠大大降低對原料的寬度和儲備數(shù)量要求，從而大幅度地降低了原料采購成本。螺旋焊管一般采用三輥彎板機(jī)構(gòu)連續(xù)成型，邊成型邊焊接的生產(chǎn)方式，工藝流程短，設(shè)備造價(jià)比ERW和直縫埋弧焊管都低得多。螺旋焊管也有其自身的缺點(diǎn)。螺旋焊管的成型質(zhì)量受帶鋼月形彎的影響較大，帶鋼月形彎會造成螺旋焊管管徑和焊接間隙的變化，容易造成管徑超差、錯(cuò)邊和焊接燒穿等缺陷；鋼管焊縫較長，出現(xiàn)焊接缺陷的幾率較大；未采用低殘余應(yīng)力成型技術(shù)的螺旋焊管管體殘余拉應(yīng)力較大，幾何尺寸精度較差。但經(jīng)過多年的技術(shù)改進(jìn)，特別是西氣東輸工程干線鋼管國產(chǎn)化的攻關(guān)和大批量生產(chǎn)實(shí)踐，應(yīng)用了帶鋼銑邊、低殘余應(yīng)力成型、高韌性焊接材料和多絲焊接、管端整徑和無損檢測等先進(jìn)工藝技術(shù)和裝備，使我國高壓輸送用螺旋焊管的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍。

目前，螺旋焊管采用的坡口形式大部分為雙Y型坡口，如說明書附圖1所示。內(nèi)焊道2、外焊道3的坡口張開角度9和7大多為30～40°，內(nèi)坡口張開角度9比外坡口張開角度7略大(0～5°左右)，內(nèi)坡口深度10和外坡口深度8也大多近似相等，鈍邊的長度11視板厚決定。對應(yīng)此種坡口形式的內(nèi)外焊道的焊接線能量也大致相當(dāng)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況在20～40kJ/cm不等。以某鋼管廠生產(chǎn)的X80管線鋼螺旋焊管(板厚21.4mm)為例，外坡口張開角度7為30±2°，外坡口深度8為6.5±1mm；內(nèi)坡口張開角度9為35±2°，內(nèi)坡口深度10為5.4±1mm；鈍邊厚度11為9.5±1mm。對應(yīng)的焊接工藝參數(shù)，內(nèi)外焊道的焊接線能量為25～35k J/cm左右。此種雙道次焊接的焊接工藝由于內(nèi)外焊道的熱影響區(qū)相互交叉，不可避免地會產(chǎn)生臨界粗晶區(qū)。臨界粗晶區(qū)組織由粗大的原奧氏體晶粒加上沿晶界連續(xù)分布的M-A組元組成，晶粒內(nèi)部的組織為粗大的上貝氏體或者粒狀貝氏體。臨界粗晶區(qū)可導(dǎo)致焊接熱影響區(qū)的沖擊韌性顯著下降，使得焊接接頭的整體性能低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，實(shí)際生產(chǎn)中夏比沖擊測試出現(xiàn)的低值大部分在50J以下。因此，此種焊接工藝急需改進(jìn)，從而提高管線鋼雙面螺旋埋弧自動焊焊接熱影響區(qū)的整體性能。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有螺旋焊管制造方法存在的缺陷，本發(fā)明提供一種X80管線鋼螺旋焊管的制造方法，該方法適用于Φ1422mm×21.4mm的X80管線鋼螺旋焊管的制造。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述方案：

X80管線鋼螺旋焊管的制造方法，工藝步驟如下：

1、X80管線鋼板卷的開卷與矯平

2、銑邊

3、預(yù)彎

4、成型

5、預(yù)焊

6、內(nèi)焊

7、外焊

8、管端擴(kuò)徑

9、產(chǎn)品檢驗(yàn)。