专利名称：一种x70钢级抗大变形直缝埋弧焊管制造方法
技术领域：
本发明涉及了一种焊管制造方法，特别涉及了一种X70钢级抗大变形直缝埋弧焊管制造方法。
背景技术：
石油天然气作为重要能源，在我国能源结构中所占比例不断增加，需求旺盛。利用长距离的管线将石油天然气从生产地运送到用户是一种安全、高效和经济的方法，已成为陆上油气输送的主要方式。随着我国经济发展的油气需求的不断增加，未来五到十年我国油气管网建设将迎来新一轮高峰。在管道建设中，由于管道要经过冻土带、滑坡带、地震带以及采空沉陷带，在服役期间有可能承受巨大的变形和应力。在这些地区使用的焊管要求具有大的抗变形能力，以保证管线的安全性和完整性。传统的管道设计采用应力设计方法，即以管道运行中所承受的环向内应力为设计依据，不考虑管道的纵向应力及应变。随着管道途径地的地质条件越来越复杂，管道运行过程中的纵向应力应变成为管道设计必须考虑的重要因素。目前，国际上针对此类管线采用基于应变的设计方法，要求管道自身能够承受大的纵向应力及应变， 以适应地质条件引起的变化，确保管道的安全性和完整性。对于这类管道建设所需的直缝埋弧焊管的技术要求，除了满足同规格普通钢管的技术要求外，还需满足(1)最低纵向屈服强度要求，低的纵向屈强比要求；(2)高的纵向均勻延伸率要求。目前管道建设使用的普通X70管线钢管，只对钢管横向的屈服强度、屈强比有要求，对纵向屈服强度、屈强比、均勻延伸率没有要求。而且，通过对普通钢管的测试表明，目前的X70管线钢管不能满足抗大变形钢管对纵向屈服强度、屈强比及均勻延伸率的要求。与传统管线钢相比，这类具有大的抗变形能力的钢管对钢板的制造和钢管制造提出了更高的要求。目前我国还不能自主生产这种X70抗大变形管线钢管，急需尽快研制和开发。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种X70钢级抗大变形直缝埋弧焊管制造方法，它能够用于制造一种对纵向屈服强度、屈强比及均勻延伸率要求的X70钢级抗大变形钢管。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种X70钢级抗大变形直缝埋弧焊管制造方法，包括以下步骤
1)钢板铣边；根据钢管设计直径和厚度选取钢板，并在焊缝对应的钢板两边铣削焊接坡口 ；
2)折弯边预折弯；
3)JCO成型首先根据成型钢管设计尺寸调整成型机模具，先将钢板一边用成型机折弯，使钢板变为“J”形，在将其另外一边对称折弯，钢板截面形状变为“C”形，最后将钢板从中部压制成“0”形；折弯和压制过程中采用多次压制工艺；冲压次数21-25次，单次冲压量为 4-IOmm ；
4)接缝预焊在接缝出使用合缝预焊机预焊，形成连续焊缝；
5)接缝内外精焊采用四丝埋弧自动焊在钢管内侧和外侧焊接坡口进行焊接，四丝埋弧自动焊的第一丝为直流反接，第二至第四丝为交流；
6)第一次超声波检查对焊接后的钢管内外焊缝及焊缝两侧热影响区部分进行超声波检查；
7)第一次X射线检查对焊接后的钢管内外焊缝进行全面的X射线检查；
8)机械扩径对成型钢管全长进行扩径；扩径量为0.5%-1. 2% ；
9)水压试验对经过扩径后的成型钢管进行水压试验；
10)坡口加工按照要求尺寸在成型钢管管端加工坡口；
11)第二次超声波检查对成型钢管焊缝的热响应区进行第二次超声波检查；
12)第二次X射线检查对成型钢管焊缝的热响应去进行第二次X射线检查；
13)管端磁粉检查；
14)外观尺寸检查根据设计要求对成型钢管外观尺寸进行测量；
15)防腐和涂层按照设计要求对钢管内壁或者外壁进行涂层和防腐处理。所述钢板为X70钢板，其化学成分(质量百分比)为C :0. 04、. 07%, Mn 1. 60 1. 85%, Si 0. 15 0. 30%, S 彡 0. 003%, P 彡 0. 010%, Ni :0. 15 0. 30%, Ti 彡 0. 020%, Al 0. 015、. 040%, Nb :0. 01(Γ0. 065%, N ^ 0. 006%, Cu 彡 0. 30%, Cr :0. 1(Γθ. 25%, B ^ 0. 0005% ；其余为铁和不可避免杂质；钢板的显微组织为铁素体+贝氏体双相组织。采用上述技术方案所产生的有益效果是(1)JC0成型工艺中，根据钢板宽度、厚度、强度、模具尺寸，通过数值模拟分析获得不同压制道次钢板局部变形量、直边大小，合理选择模具尺寸、确定压制道次，确保成型后钢板各处变形均勻；根据数值分析结果和现场试验，分析钢板成型过程弹复量，合理确定每道次压下两，使钢管成型后具有良好的圆度。(2)扩径工艺中，根据钢管成型后的尺寸、形状情况，通过数值分析确定获得最佳形状和尺寸时的最小扩径量，通过现场试验对数值分析的结果进行修正、验证，确定最佳扩径工艺，确保钢管扩径后尺寸、形状和理化性能。(3)焊接工艺中，首先通过优选焊接材料，确保焊缝具有稍高于母材的强度、良好的韧性。焊接参数制定中，充分考虑4丝焊中各丝的作用，通过合理设定各丝电流、电压、角度、丝距及伸长，使焊缝获得合适熔透深度、良好的形貌，同时有利于焊接过程中气体及保护渣上浮。在此基础上，为了减小焊接热对热影响区强韧性的影响，对各丝、电流电压进一步优化，采取了较低的焊接线能量，保证焊接热影响区的性能。焊缝最终获得以针状铁素体为主的组织，具有良好的强韧性。
具体实施例方式实施例1 Φ 1016 X 21mm抗大变形钢管制造 1.原料
采用壁厚为21mm的X70钢板，其主要合金元素含量如下表所示。主要合金元素含量(质量百分比)
权利要求
1.一种X70钢级抗大变形直缝埋弧焊管制造方法，包括以下步骤1)钢板铣边；根据钢管设计直径和厚度选取钢板，并在焊缝对应的钢板两边铣削焊接坡口 ；2)折弯边预折弯；3)JCO成型首先根据成型钢管设计尺寸调整成型机模具，先将钢板一边用成型机折弯，使钢板变为“J”形，g将其另外一边对称折弯，钢板截面形状变为“C”形，最后将钢板从中部压制成“0”形；折弯和压制过程中采用多次压制工艺；冲压次数21-25次，单次冲压量为 4-IOmm ；4)接缝预焊在接缝处使用合缝预焊机预焊，形成连续焊缝；5)接缝内外精焊采用四丝埋弧自动焊在钢管内侧和外侧焊接坡口进行焊接，四丝埋弧自动焊的第一丝为直流反接，第二至第四丝为交流；6)第一次超声波检查对焊接后的钢管内外焊缝及焊缝两侧热影响区部分进行超声波检查；7)第一次X射线检查对焊接后的钢管内外焊缝进行全面的X射线检查；8)机械扩径对成型钢管全长进行扩径；扩径量为0.5%-1. 2% ；9)水压试验对经过扩径后的成型钢管进行水压试验；10)坡口加工按照要求尺寸在成型钢管管端加工坡口；11)第二次超声波检查对成型钢管焊缝及热影响区进行第二次超声波检查；12)第二次X射线检查对成型钢管焊缝及热影响区进行第二次X射线检查；13)管端磁粉检查；14)外观尺寸检查根据设计要求对成型钢管外观尺寸进行测量；15)防腐和涂层按照设计要求对钢管内壁或者外壁进行涂层和防腐处理。
2.根据权利要求1所述的一种X70钢级抗大变形直缝埋弧焊管制造方法，其特征在于所述钢板为X70钢板，其化学成分(质量百分比)为=C 0. 04 0. 07%, Mn :1. 60 1· 85%， Si 0. 15 0. 30%, S 彡 0. 003%, P 彡 0. 010%, Ni :0. 15 0. 30%, Ti 彡 0. 020%, Al 0. 015 0. 040%, Nb :0. 010 0. 065%, N 彡 0. 006%, Cu 彡 0. 30%, Cr :0. 10 0. 25%, B ^ 0. 0005% ；其余为铁和不可避免杂质；钢板的显微组织为铁素体+贝氏体双相组织。
全文摘要
本发明公开了一种X70钢级抗大变形直缝埋弧焊管制造方法，用于制造油气输送特殊用途焊管。该方法包括使用化学成分为C0.04~0.07%，Mn1.60~1.85%，Si0.15~0.30%，S≤0.003%，P≤0.010%，Ni0.15~0.30%，Ti≤0.020%，Al0.015~0.040%，Nb0.010~0.065%，N≤0.006%，Cu≤0.30%，Cr0.10~0.25%，B≤0.0005%，金相显微组织为铁素体+贝氏体双相组织的控轧钢板；经以下步骤1)钢板铣边；2)折弯边预折弯；3)JCO成型4)接缝预焊；5)接缝内外精焊等工序，制造可用于地震带、冻土区、滑坡区等变形易发区使用的抗大变形焊管。其优点在于JCO成型工艺中，根据钢板宽度、厚度、强度、模具尺寸，通过分析获得不同压制道次钢板局部变形量、直边大小，确定压制道次，确保成型后钢板各处变形均匀；扩径工艺中，根据钢管成型后的尺寸、形状，确定最小扩径量，确保钢管扩径后尺寸、形状和理化性能。
文档编号B21C37/08GK102248023SQ201110223978
公开日2011年11月23日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者付彦宏, 任景辉, 武占芳, 滕先进, 王东超, 王旭, 王钢, 郭振其, 陈小伟 申请人:中国石油集团渤海石油装备制造有限公司, 南京巨龙钢管有限公司, 巨龙钢管有限公司