一種1Cr海底管線鋼管的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋼管制造方法，尤其是涉及一種ICr海底管線鋼管的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] CO2腐蝕長(zhǎng)期以來(lái)一直是石油天然氣工業(yè)面臨的嚴(yán)重問題，不僅會(huì)影響安全生產(chǎn) 還會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。特別是對(duì)于我國(guó)海上油氣開采，由于含CO2油田區(qū)塊較多，且海 上油氣開發(fā)設(shè)計(jì)和作業(yè)難度大、安全保障要求高、管材維修和更換成本高，使得CO2腐蝕問 題的危害性更加突出。王獻(xiàn)昉等人研究發(fā)現(xiàn)提高基體中的Cr含量不僅可以明顯降低均勻 腐蝕速率，而且可以顯著抑制局部腐蝕的發(fā)生。其原因是含Cr鋼的CO2腐蝕產(chǎn)物膜容易修 復(fù)，減小了局部腐蝕傾向；另外Cr(011)3富集的腐蝕產(chǎn)物膜本身可以有效的防止局部腐蝕的 發(fā)生。從20世紀(jì)90年代起，日本、阿根廷、奧鋼聯(lián)等陸續(xù)開始開發(fā)經(jīng)濟(jì)型低Cr管。阿根廷 開發(fā)的ICr油管配合緩蝕劑曾在墨西哥灣試用，效果良好。新日本制鐵公司研制成功低Cr 鋼（含Cr量低于5%的合金鋼）并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場(chǎng)腐蝕實(shí)驗(yàn)評(píng)估。并且隨Cr含量 的增加，平均腐蝕速率下降。目前世界上許多國(guó)家如阿根廷、日本、挪威等都在研制價(jià)格便 宜、防腐效果好的低Cr鋼。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)很多研究機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行ICr鋼的研究，應(yīng)用于油田 的主要是用無(wú)縫管技術(shù)生產(chǎn)的套管。目前油田用管線鋼管的Cr含量低于0. 5%，耐腐蝕性 能并不理想。ICr鋼的耐腐蝕性能及焊接性能較好，故研究ICr海底管線鋼管的制造技術(shù)具 有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種耐腐蝕，強(qiáng)度大，焊接性能好， 適用于含〇) 2油氣田的ICr海底管線鋼管的制造方法。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供ICr海底管線鋼管的制造方法，包括以下步 驟：
[0005] (1)檢驗(yàn)帶鋼卷；
[0006] (2)對(duì)檢驗(yàn)后的帶鋼卷進(jìn)行開卷、矯直并切頭切尾，并將后一卷帶鋼的頭部與前一 卷帶鋼的尾部進(jìn)行對(duì)焊；
[0007] (3)焊后的帶鋼進(jìn)入超級(jí)活套，由活套向成型機(jī)組供料；
[0008] (4)帶鋼進(jìn)入圓盤剪切邊；
[0009] (5)切邊后的帶鋼進(jìn)入成型機(jī)成型為鋼管胚；
[0010] (6)將成型后的鋼管胚進(jìn)入焊機(jī)機(jī)組進(jìn)行焊接；
[0011] (7)對(duì)焊接后的鋼管胚進(jìn)行焊縫熱處理；
[0012] (8)焊縫處理后的鋼管胚進(jìn)行空冷運(yùn)輸輥道空冷和水冷槽水冷；
[0013] (9)冷卻后的鋼管胚進(jìn)行定徑；
[0014] (10)定徑后的鋼管胚進(jìn)行矯直；
[0015] (11)矯直后的鋼管胚進(jìn)入飛剪機(jī)進(jìn)行定尺切管；
[0016] (12)對(duì)切成定尺長(zhǎng)后的鋼管胚進(jìn)行平頭倒角、水壓檢驗(yàn)、離線探傷、質(zhì)量檢驗(yàn)、管 端加工等，即完成本發(fā)明海底管線用鋼管的制備。
[0017] 所述步驟（2)中的對(duì)焊，為采用CO2氣體保護(hù)焊。
[0018] 所述步驟（4)中，切邊后帶鋼邊部倒角為5°。
[0019] 所述步驟（5)中，成型機(jī)成型為采用排輥式成型法中的下山成型法使帶鋼彎制成 孔型。
[0020] 所述步驟（6)中的焊接為采用高頻電阻焊的焊接方式，頻率為150KHZ，最大焊接 功率為1200KW。
[0021] 所述步驟（7)中，焊縫熱處理采用正火熱處理工藝，并采用四架中頻熱處理機(jī)進(jìn) 行焊縫處理，所述處理機(jī)功率為500KW，頻率為1000Hz。
[0022] 所述步驟（8)中，空冷長(zhǎng)度為60米，所述水冷長(zhǎng)度為10米。
[0023] 所述步驟（9)中，鋼管胚定徑為采用四架定徑機(jī)進(jìn)行定徑。
[0024] 所述步驟（10)中，鋼管胚矯直為采用兩架矯直機(jī)進(jìn)行矯直。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是：
[0026] 1、采用本發(fā)明方法制成的ICr海底管線鋼管比普通低碳鋼抗局部及均勻腐蝕能 力強(qiáng)；
[0027] 2、本發(fā)明方法適用于 ?219-?610mm規(guī)格，X52-lCr、X60-lCr、X65-lCr、X70-lCr、 XSO-ICr鋼級(jí)鋼管的制造，產(chǎn)品的各項(xiàng)理化性能指標(biāo)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，具有良好的抗局部腐蝕 能力，同時(shí)具有良好的強(qiáng)度和焊接性能，適用于含CO2油氣田的管線鋼管。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1 :本發(fā)明ICr海底管線鋼管制造方法的生產(chǎn)工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0030] 如附圖1所示，一種ICr海底管線鋼管的制造方法，包括以下步驟：
[0031] (1)原料檢驗(yàn)。對(duì)帶鋼卷進(jìn)行檢驗(yàn)，控制碳、鉻及其它合金元素的含量。
[0032] (2)開卷對(duì)焊。首先將標(biāo)有爐號(hào)、尺寸和重量的帶鋼卷運(yùn)送到開卷機(jī)，并用液壓缸 升起帶鋼卷，使其與開卷機(jī)的錐頭同心；其次，液壓馬達(dá)帶動(dòng)錐頭夾住帶鋼卷，并使其對(duì)準(zhǔn) 機(jī)組中心，位于開卷機(jī)上部的傳動(dòng)壓輯通過(guò)摩擦帶動(dòng)鋼卷轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼卷的帶鋼頭處于刮板 上部，并用刮板打開帶鋼頭部；然后，帶鋼的頭部被送進(jìn)輥式矯直機(jī)進(jìn)行矯直，矯直后的帶 鋼在機(jī)械傳動(dòng)的下切式鍘刀剪上切頭切尾；最后，切頭后的帶鋼在傳動(dòng)輥道上加速運(yùn)行，保 證帶鋼頭部能在輥道的出口端追上前一卷帶鋼的尾部，待帶鋼頭追上帶鋼尾以后，用〇) 2氣 體保護(hù)焊將兩端鋼板進(jìn)行對(duì)焊。
[0033] (3)活套儲(chǔ)料。對(duì)焊后的帶鋼進(jìn)入超級(jí)活套?；钐资沁B續(xù)生產(chǎn)必需的緩沖裝置，當(dāng) 帶鋼經(jīng)開卷、切頭切尾和對(duì)焊后，由活套向成型機(jī)組供料，從而不致停止成型焊接作業(yè)。
[0034] (4)鋼板銑邊。帶鋼進(jìn)入圓盤剪切邊，使帶鋼達(dá)到精確的寬度，銑邊后的帶鋼邊部 要有一定的角度，方便后續(xù)的焊接，本實(shí)施例中帶鋼銑邊后邊部倒角為5°。
[0035] (5)鋼管成型。切邊后的帶鋼進(jìn)入成型機(jī)成型為鋼管胚。成型方式主要是排輥式 成型，其中粗成型機(jī)架四架，TBS三架，精成型三架。帶鋼經(jīng)過(guò)粗成型被彎成U形；經(jīng)過(guò)精成 型后，帶鋼被彎成梨形?？仔拖到y(tǒng)采用下山成型法，下山成型法是一種盡量抑制帶鋼邊緣和 中部相對(duì)延伸的成型方法。通過(guò)依次降低下成型輥的輥面高度或者增加輔助裝置的辦法， 使帶鋼從斜上方進(jìn)入下一個(gè)成型機(jī)架，從而使帶鋼邊緣的軌跡長(zhǎng)度縮短，縱向的相對(duì)應(yīng)變 減小，以達(dá)到減小邊緣伸長(zhǎng)的目的。
[0036] (6)鋼管焊接。將成型后的鋼管胚進(jìn)入焊機(jī)機(jī)組進(jìn)行焊接。所述焊接采用高頻電 阻焊的焊接方式，頻率為150KHZ，最大焊接功率為1200KW;同時(shí)，用焊縫導(dǎo)向輥保證正確的 焊接角度。為適應(yīng)焊接速度的變化要求，輸出功率可以對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)。焊接時(shí)由于集膚效應(yīng)和 鄰近效應(yīng)，對(duì)焊兩端鋼管胚被加熱到很高的溫度，焊接熱輸入量充足，帶鋼邊緣被加熱到足 夠的溫度，塑性變形易于進(jìn)行，在擠壓力作用下兩邊金屬很容易結(jié)合在一起。而且焊縫內(nèi)部 夾雜在高溫下有很好的流動(dòng)性，易于清除。所述焊縫的內(nèi)外毛刺用刨刀清除，所述刨刀的位 置能在水平和垂直方向調(diào)整，具有與鋼管外圓相適應(yīng)的弧形刀刃。成型機(jī)組調(diào)整或者發(fā)生 故障時(shí)，刨刀能迅速抬起，以防發(fā)生打刀。
[0037] (7)焊縫熱處理。對(duì)焊接后的鋼管胚進(jìn)行焊縫熱處理，所述焊縫熱處理采用正火熱 處理工藝，并采用四架中頻熱處理機(jī)進(jìn)行焊縫處理，該裝置將焊縫加熱到臨界溫度以上，該 溫度可以進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量和記錄；該裝置的感應(yīng)頭可以調(diào)節(jié)方向，以適應(yīng)焊縫在運(yùn)行中可能 產(chǎn)生偏移的情況；該裝置的功率為500KW，頻率為1000Hz。
[0038] (8)空冷水冷。焊縫處理后的鋼管胚進(jìn)入60米長(zhǎng)的空冷運(yùn)輸輥道進(jìn)行空冷，隨后 再經(jīng)過(guò)10米長(zhǎng)的水冷槽進(jìn)行水冷。
[0039] (9)鋼管定徑。冷卻后的鋼管胚進(jìn)入定徑機(jī)進(jìn)行定徑。所述定徑機(jī)由4個(gè)機(jī)架組 成，分別由直流電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)；所述定徑機(jī)采用四輥式結(jié)構(gòu)。同時(shí)，為了在定徑的同時(shí)降低 鋼管的加工硬化程度，采用4-6mm的定徑減徑量。
[0040] (10)鋼管矯直。定徑后的鋼管胚進(jìn)入矯直機(jī)進(jìn)行矯直。所述矯直機(jī)由2個(gè)機(jī)架組 成，位于定徑機(jī)之后。矯直的目的是為了消除縱向的不直度和橫斷面的橢圓度。
[0041] (11)鋼管切斷。矯直后的鋼管胚進(jìn)入飛剪機(jī)，在運(yùn)動(dòng)中將管子切成定尺長(zhǎng)度；定 尺長(zhǎng)度采用數(shù)字控制；飛剪機(jī)的移動(dòng)采用齒輪齒條傳動(dòng)。
[0042] (12)平頭倒角。切成定尺長(zhǎng)的鋼管胚首先進(jìn)行平頭倒角、水壓檢驗(yàn)、離線探傷、質(zhì) 量檢驗(yàn)、管端加工等，即完成本發(fā)明海底管線用鋼管的制備。檢驗(yàn)項(xiàng)目包括鋼管內(nèi)外表面、 直度、尺寸精度等。
[0043] 本發(fā)明方法適用于 ?219-?610mm規(guī)格，X52-lCr、X60-lCr、X65-lCr、X70-lCr、 XSO-ICr鋼級(jí)鋼管的制造，各鋼級(jí)的化學(xué)成分如下表所示：
[0044]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種ICr海底管線鋼管的制造方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 檢驗(yàn)帶鋼卷； (2) 對(duì)檢驗(yàn)后的帶鋼卷進(jìn)行開卷、矯直并切頭切尾，并將后一卷帶鋼的頭部與前一卷帶 鋼的尾部進(jìn)行對(duì)焊； (3) 焊后的帶鋼進(jìn)入超級(jí)活套，由活套向成型機(jī)組供料； (4) 帶鋼進(jìn)入圓盤剪切邊； (5) 切邊后的帶鋼進(jìn)入成型機(jī)成型為鋼管胚； (6) 將成型后的鋼管胚進(jìn)入焊機(jī)機(jī)組進(jìn)行焊接； (7) 對(duì)焊接后的鋼管胚進(jìn)行焊縫熱處理； (8) 焊縫處理后的鋼管胚進(jìn)行空冷運(yùn)輸輥道空冷和水冷槽水冷； (9) 冷卻后的鋼管胚進(jìn)行定徑； (10) 定徑后的鋼管胚進(jìn)行矯直； (11) 矯直后的鋼管胚進(jìn)入飛剪機(jī)進(jìn)行定尺切管； (12) 對(duì)切成定尺長(zhǎng)后的鋼管胚進(jìn)行平頭倒角、水壓檢驗(yàn)、離線探傷、質(zhì)量檢驗(yàn)、管端加 工等，即完成本發(fā)明海底管線用鋼管的制備。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ICr海底管線鋼管的制造方法，其特征在于，所述步驟（2)中 的對(duì)焊，為采用CO2氣體保護(hù)焊。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ICr海底管線鋼管的制造方法，其特征在于，所述步驟（4) 中，切邊后帶鋼邊部倒角為5°。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ICr海底管線鋼管的制造方法，其特征在于，所述步驟（5) 中，成型機(jī)成型為采用排輥式成型法中的下山成型法使帶鋼彎制成孔型。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ICr海底管線鋼管的制造方法，其特征在于，所述步驟（6)中 的焊接為采用高頻電阻焊的焊接方式，頻率為150KHz，最大焊接功率為1200KW。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ICr海底管線鋼管的制造方法，其特征在于，所述步驟（7) 中，焊縫熱處理采用正火熱處理工藝，并采用四架中頻熱處理機(jī)進(jìn)行焊縫處理，所述處理機(jī) 功率為500KW，頻率為1000 Hz。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ICr海底管線鋼管的制造方法，其特征在于，所述步驟（8) 中，空冷長(zhǎng)度為60米，所述水冷長(zhǎng)度為10米。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ICr海底管線鋼管的制造方法，其特征在于，所述步驟（9) 中，鋼管胚定徑為采用四架定徑機(jī)進(jìn)行定徑。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ICr海底管線鋼管的制造方法，其特征在于，所述步驟（10) 中，鋼管胚矯直為采用兩架矯直機(jī)進(jìn)行矯直。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種1Cr海底管線鋼管的制造方法，包括以下步驟：原料檢驗(yàn)、開卷對(duì)焊、活套儲(chǔ)料、鋼板銑邊、鋼管成型、鋼管焊接、焊縫熱處理、空冷水冷、鋼管定徑、鋼管矯直、鋼管切斷和平頭倒角。本發(fā)明適用于多種規(guī)格和鋼級(jí)鋼管的制造，采用本發(fā)明制造而成的鋼管耐腐蝕性能強(qiáng)，同時(shí)具有良好的強(qiáng)度和焊接性能，適用于含CO2油氣田的輸送。
【IPC分類】B23P15/00
【公開號(hào)】CN105108452
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510492663
【發(fā)明人】李虎昌, 楊連河, 滕仁園, 彭澤飛, 陳小川, 劉汝國(guó), 丁輝, 鄭強(qiáng), 錢雪峰, 馮云良
【申請(qǐng)人】中國(guó)海洋石油總公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司, 中海石油金洲管道有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月12日