專利名稱：一種x70鋼級抗大變形直縫埋弧焊管制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種焊管制造方法，特別涉及了一種X70鋼級抗大變形直縫埋弧焊管制造方法。
背景技術(shù)：
石油天然氣作為重要能源，在我國能源結(jié)構(gòu)中所占比例不斷增加，需求旺盛。利用長距離的管線將石油天然氣從生產(chǎn)地運送到用戶是一種安全、高效和經(jīng)濟的方法，已成為陸上油氣輸送的主要方式。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展的油氣需求的不斷增加，未來五到十年我國油氣管網(wǎng)建設(shè)將迎來新一輪高峰。在管道建設(shè)中，由于管道要經(jīng)過凍土帶、滑坡帶、地震帶以及采空沉陷帶，在服役期間有可能承受巨大的變形和應(yīng)力。在這些地區(qū)使用的焊管要求具有大的抗變形能力，以保證管線的安全性和完整性。傳統(tǒng)的管道設(shè)計采用應(yīng)力設(shè)計方法，即以管道運行中所承受的環(huán)向內(nèi)應(yīng)力為設(shè)計依據(jù)，不考慮管道的縱向應(yīng)力及應(yīng)變。隨著管道途徑地的地質(zhì)條件越來越復(fù)雜，管道運行過程中的縱向應(yīng)力應(yīng)變成為管道設(shè)計必須考慮的重要因素。目前，國際上針對此類管線采用基于應(yīng)變的設(shè)計方法，要求管道自身能夠承受大的縱向應(yīng)力及應(yīng)變， 以適應(yīng)地質(zhì)條件引起的變化，確保管道的安全性和完整性。對于這類管道建設(shè)所需的直縫埋弧焊管的技術(shù)要求，除了滿足同規(guī)格普通鋼管的技術(shù)要求外，還需滿足(1)最低縱向屈服強度要求，低的縱向屈強比要求；(2)高的縱向均勻延伸率要求。目前管道建設(shè)使用的普通X70管線鋼管，只對鋼管橫向的屈服強度、屈強比有要求，對縱向屈服強度、屈強比、均勻延伸率沒有要求。而且，通過對普通鋼管的測試表明，目前的X70管線鋼管不能滿足抗大變形鋼管對縱向屈服強度、屈強比及均勻延伸率的要求。與傳統(tǒng)管線鋼相比，這類具有大的抗變形能力的鋼管對鋼板的制造和鋼管制造提出了更高的要求。目前我國還不能自主生產(chǎn)這種X70抗大變形管線鋼管，急需盡快研制和開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種X70鋼級抗大變形直縫埋弧焊管制造方法，它能夠用于制造一種對縱向屈服強度、屈強比及均勻延伸率要求的X70鋼級抗大變形鋼管。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種X70鋼級抗大變形直縫埋弧焊管制造方法，包括以下步驟
1)鋼板銑邊；根據(jù)鋼管設(shè)計直徑和厚度選取鋼板，并在焊縫對應(yīng)的鋼板兩邊銑削焊接坡口 ；
2)折彎邊預(yù)折彎；
3)JCO成型首先根據(jù)成型鋼管設(shè)計尺寸調(diào)整成型機模具，先將鋼板一邊用成型機折彎，使鋼板變?yōu)椤癑”形，在將其另外一邊對稱折彎，鋼板截面形狀變?yōu)椤癈”形，最后將鋼板從中部壓制成“0”形；折彎和壓制過程中采用多次壓制工藝；沖壓次數(shù)21-25次，單次沖壓量為 4-IOmm ；
4)接縫預(yù)焊在接縫出使用合縫預(yù)焊機預(yù)焊，形成連續(xù)焊縫；
5)接縫內(nèi)外精焊采用四絲埋弧自動焊在鋼管內(nèi)側(cè)和外側(cè)焊接坡口進行焊接，四絲埋弧自動焊的第一絲為直流反接，第二至第四絲為交流；
6)第一次超聲波檢查對焊接后的鋼管內(nèi)外焊縫及焊縫兩側(cè)熱影響區(qū)部分進行超聲波檢查；
7)第一次X射線檢查對焊接后的鋼管內(nèi)外焊縫進行全面的X射線檢查；
8)機械擴徑對成型鋼管全長進行擴徑；擴徑量為0.5%-1. 2% ；
9)水壓試驗對經(jīng)過擴徑后的成型鋼管進行水壓試驗；
10)坡口加工按照要求尺寸在成型鋼管管端加工坡口；
11)第二次超聲波檢查對成型鋼管焊縫的熱響應(yīng)區(qū)進行第二次超聲波檢查；
12)第二次X射線檢查對成型鋼管焊縫的熱響應(yīng)去進行第二次X射線檢查；
13)管端磁粉檢查；
14)外觀尺寸檢查根據(jù)設(shè)計要求對成型鋼管外觀尺寸進行測量；
15)防腐和涂層按照設(shè)計要求對鋼管內(nèi)壁或者外壁進行涂層和防腐處理。所述鋼板為X70鋼板，其化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為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% ；其余為鐵和不可避免雜質(zhì)；鋼板的顯微組織為鐵素體+貝氏體雙相組織。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果是(1)JC0成型工藝中，根據(jù)鋼板寬度、厚度、強度、模具尺寸，通過數(shù)值模擬分析獲得不同壓制道次鋼板局部變形量、直邊大小，合理選擇模具尺寸、確定壓制道次，確保成型后鋼板各處變形均勻；根據(jù)數(shù)值分析結(jié)果和現(xiàn)場試驗，分析鋼板成型過程彈復(fù)量，合理確定每道次壓下兩，使鋼管成型后具有良好的圓度。(2)擴徑工藝中，根據(jù)鋼管成型后的尺寸、形狀情況，通過數(shù)值分析確定獲得最佳形狀和尺寸時的最小擴徑量，通過現(xiàn)場試驗對數(shù)值分析的結(jié)果進行修正、驗證，確定最佳擴徑工藝，確保鋼管擴徑后尺寸、形狀和理化性能。(3)焊接工藝中，首先通過優(yōu)選焊接材料，確保焊縫具有稍高于母材的強度、良好的韌性。焊接參數(shù)制定中，充分考慮4絲焊中各絲的作用，通過合理設(shè)定各絲電流、電壓、角度、絲距及伸長，使焊縫獲得合適熔透深度、良好的形貌，同時有利于焊接過程中氣體及保護渣上浮。在此基礎(chǔ)上，為了減小焊接熱對熱影響區(qū)強韌性的影響，對各絲、電流電壓進一步優(yōu)化，采取了較低的焊接線能量，保證焊接熱影響區(qū)的性能。焊縫最終獲得以針狀鐵素體為主的組織，具有良好的強韌性。
具體實施例方式實施例1 Φ 1016 X 21mm抗大變形鋼管制造 1.原料
采用壁厚為21mm的X70鋼板，其主要合金元素含量如下表所示。主要合金元素含量(質(zhì)量百分比)
權(quán)利要求
1.一種X70鋼級抗大變形直縫埋弧焊管制造方法，包括以下步驟1)鋼板銑邊；根據(jù)鋼管設(shè)計直徑和厚度選取鋼板，并在焊縫對應(yīng)的鋼板兩邊銑削焊接坡口 ；2)折彎邊預(yù)折彎；3)JCO成型首先根據(jù)成型鋼管設(shè)計尺寸調(diào)整成型機模具，先將鋼板一邊用成型機折彎，使鋼板變?yōu)椤癑”形，g將其另外一邊對稱折彎，鋼板截面形狀變?yōu)椤癈”形，最后將鋼板從中部壓制成“0”形；折彎和壓制過程中采用多次壓制工藝；沖壓次數(shù)21-25次，單次沖壓量為 4-IOmm ；4)接縫預(yù)焊在接縫處使用合縫預(yù)焊機預(yù)焊，形成連續(xù)焊縫；5)接縫內(nèi)外精焊采用四絲埋弧自動焊在鋼管內(nèi)側(cè)和外側(cè)焊接坡口進行焊接，四絲埋弧自動焊的第一絲為直流反接，第二至第四絲為交流；6)第一次超聲波檢查對焊接后的鋼管內(nèi)外焊縫及焊縫兩側(cè)熱影響區(qū)部分進行超聲波檢查；7)第一次X射線檢查對焊接后的鋼管內(nèi)外焊縫進行全面的X射線檢查；8)機械擴徑對成型鋼管全長進行擴徑；擴徑量為0.5%-1. 2% ；9)水壓試驗對經(jīng)過擴徑后的成型鋼管進行水壓試驗；10)坡口加工按照要求尺寸在成型鋼管管端加工坡口；11)第二次超聲波檢查對成型鋼管焊縫及熱影響區(qū)進行第二次超聲波檢查；12)第二次X射線檢查對成型鋼管焊縫及熱影響區(qū)進行第二次X射線檢查；13)管端磁粉檢查；14)外觀尺寸檢查根據(jù)設(shè)計要求對成型鋼管外觀尺寸進行測量；15)防腐和涂層按照設(shè)計要求對鋼管內(nèi)壁或者外壁進行涂層和防腐處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種X70鋼級抗大變形直縫埋弧焊管制造方法，其特征在于所述鋼板為X70鋼板，其化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為=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% ；其余為鐵和不可避免雜質(zhì)；鋼板的顯微組織為鐵素體+貝氏體雙相組織。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種X70鋼級抗大變形直縫埋弧焊管制造方法，用于制造油氣輸送特殊用途焊管。該方法包括使用化學(xué)成分為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%，金相顯微組織為鐵素體+貝氏體雙相組織的控軋鋼板；經(jīng)以下步驟1)鋼板銑邊；2)折彎邊預(yù)折彎；3)JCO成型4)接縫預(yù)焊；5)接縫內(nèi)外精焊等工序，制造可用于地震帶、凍土區(qū)、滑坡區(qū)等變形易發(fā)區(qū)使用的抗大變形焊管。其優(yōu)點在于JCO成型工藝中，根據(jù)鋼板寬度、厚度、強度、模具尺寸，通過分析獲得不同壓制道次鋼板局部變形量、直邊大小，確定壓制道次，確保成型后鋼板各處變形均勻；擴徑工藝中，根據(jù)鋼管成型后的尺寸、形狀，確定最小擴徑量，確保鋼管擴徑后尺寸、形狀和理化性能。
文檔編號B21C37/08GK102248023SQ201110223978
公開日2011年11月23日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者付彥宏, 任景輝, 武占芳, 滕先進, 王東超, 王旭, 王鋼, 郭振其, 陳小偉 申請人:中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司, 南京巨龍鋼管有限公司, 巨龍鋼管有限公司