專利名稱：大口徑雙層埋弧焊管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及金屬管材料技術領域，特別涉及一種用于石油、天然 氣管道輸送的大口徑雙層埋弧焊管
胃京儀不
管道運輸是一種安全、經(jīng)濟和不間斷的大規(guī)模的輸送方式。管道廣泛 用于石油、天然氣的輸送。由于人們對經(jīng)濟效益和安全性的不斷追求，管 道輸送的流量和壓力不斷升高，管徑和壁厚不斷增大，鋼管用管線鋼材料 的鋼級(強度等級)不斷提高，材料的韌性要求也越來越高。目前大口徑 高壓油氣輸送用管線鋼材料是采用低碳或超低碳微合金成分的低合金鋼通
過控制軋制工藝(TMCP)，或采用高鈮成分的低合金鋼通過高溫軋制工藝 (HTP)生產(chǎn)的，技術含量高，難度大。隨著厚度的增加，生產(chǎn)技術難度增 大，材料的組織和性能的均勻性變差，產(chǎn)品合格率和質量穩(wěn)定性難以保證， 我國目前用于制造油氣輸送大口徑直縫埋弧焊鋼管的管線鋼板的厚度受到 限制，質量穩(wěn)定性差，產(chǎn)品合格率低。
隨著原油和天然氣中含有硫化氫(H2S)成分的油氣田開發(fā)，輸送的介 質對管道有一定腐蝕性，要求鋼管材料具有抗氫致開裂(HIC)和抗硫化物 應力腐蝕開裂(SSCC)的能力。隨著管線鋼級的升高和壁厚的增加，對管 線材料抗氫致開裂性能和抗硫化物應力腐蝕開裂性能要求提高，生產(chǎn)技術 難度增大。目前國外只開發(fā)出X80鋼級抗氫致開裂和硫化物應力腐蝕開裂 的管線鋼材，國內開發(fā)出X65鋼級抗氫致開裂和抗硫化物應力腐蝕開裂的 管線鋼材，而普通的管線鋼材目前國外發(fā)展到X120鋼級，國內僅發(fā)展到X80 鋼級。
采用雙金屬復合板材制成的壓力容器等構件已在多種企業(yè)大量應用， 取得了良好的耐腐蝕性和抗氫致開裂效果。小口徑雙金屬復合管材已在汽 車、航空、航天等行業(yè)中大量應用。在石油行業(yè)中，小口徑、兩種不同材 質的雙金屬復合管已有試用。
一般雙金屬復合管的口徑較小，制作容易，
主要是內管的厚度比較薄。 一般雙金屬復合管的內管壁厚在4mm以下。如 中國專利，授權公告號CN1091497C，提供了一種可焊接雙金屬復合管道。 如授權公告號CN 1164382C，提供了一種復合管的不銹鋼襯里的爆炸復合 裝置及其爆炸復合方法。
目前，國內外關于雙金屬復合管有公開文獻報道，但是集中在小直徑 (外管直徑在200mm以下)和小壁厚(內管壁厚一般在4mm以下)，外管與 內管的材質不同。內管材料一般具有耐蝕、耐磨、減阻等特性，多為不銹 鋼或有色金屬，外管一般是價格相對低廉的碳鋼或低合金鋼，主要是承受 內壓力，厚度較大。用于石油、天然氣管道輸送的大口徑輸送管是指鋼管 的外徑在700mm以上。國內文獻外還未見到涉及大口徑，用于石油、天然 高壓氣輸送的雙層埋弧管的報道。
發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種大口徑雙層埋弧焊管，為了降低油氣 輸送高壓大口徑鋼管用板材的制造難度，滿足石油、天然氣大流量、高壓 輸送和、或耐蝕性的要求。大口徑雙層埋弧焊管的外管和內管的厚度相同 復合在一起制成雙金屬復合管，雙金屬復合管承壓能力提高一倍，管道輸 送能力提高一倍。生產(chǎn)內管與外管相同壁厚的雙金屬復合管，外管的厚度 可以減薄，制成管材的組織、性能、均勻度提高，可以更好的提高管道運
行的安全性。若輸送的石油、天然氣中含有H2S，內管材料選用抗氫致開裂 和抗硫化物應力腐蝕開裂的低強度等級的鋼材；外管選用高強度等級的材 料，可以發(fā)揮兩種材料的優(yōu)勢，降低雙金屬復合管的壁厚，保證雙金屬復
合管的耐蝕性能，提高雙金屬復合管的可焊接性能。
本實用新型采用的技術方案是大口徑雙層埋弧焊管包括內管和外管 組成，內管和外管均采用直縫雙面埋弧焊鋼管。大口徑雙層埋弧焊管內管 和外管的與一般雙金屬復合管不同點在于，外管的外徑在700—1400mm之 間，內管的外徑比外管的內徑小2 5腿。外管的厚度在8—25mm之間，內 管的厚度在8—25mm之間。這種大口徑雙層埋弧焊管內管與外管同時承受 內壓，提高耐壓能力。內管和外管的厚度可以相同也可以不同。內管焊縫 的外表面與內管本體外表面形狀相同，外管焊縫的內表面與外管本體內表 面形狀相同。即采用打磨的方法將內管焊縫的外表面加工成與內管本體外 表面形狀相同；采用打磨的方法將外管焊縫的內表面加工成與外管本體內 表面形狀相同。內管焊縫與外管焊縫到內管和外管中心的夾角在45—180 度之間。制作時將內管插入外管，采用機械脹管方法使內管產(chǎn)生塑性變形， 外管產(chǎn)生彈性變形或比內管小的塑性變形，達到內管與外管脹接，內管與 外管緊密貼合在一起。大口徑雙層埋弧焊管是由兩層埋弧焊鋼管經(jīng)過機械 脹接復合在一起。
內管和外管的材料均為采用TMCP工藝生產(chǎn)的符合API SPEC 5L《管 線管規(guī)范》和GB / T9711 — l 3或ISO 3183 —1 3《石油天然氣工業(yè)輸 送鋼管交貨技術條件管線鋼》。根據(jù)用途不同，內管和外管的材料強度 等級可以相同，也可以不同。如內管選用具有抗氫致開裂和/或抗硫化 物應力腐蝕開裂的管線鋼材，外管選用一般的管線鋼材，這樣既提高了 大口徑雙層埋弧焊管承壓能力，還能輸送含一定濃度H2S的石油或天然 氣。
本實用新型的有益效果本實用新型大口徑雙層埋弧焊管，能降低 外管的厚度，使生產(chǎn)外管材料(鋼板)的技術難度降低，生產(chǎn)的鋼板性 能和質量穩(wěn)定性提高。采用大口徑雙層埋弧焊管可以大幅度提高管道的 承壓能力，即提高管道的輸送能力，滿足油氣工業(yè)大流量輸送需要?，F(xiàn)
有技術的雙金屬復合管，由于內管管壁較薄，承壓能力低。大口徑雙層 埋弧焊管耐沖擊韌性提高，管道的止裂韌性提高，可以更好的保證管道 的運行安全。
若輸送的石油、天然氣中含有H2S，內管材料選用具有抗氫致開裂和 /或抗硫化物應力腐蝕開裂強度的材料，外管采用高強度等級的材料， 可以發(fā)揮兩種材料的優(yōu)勢，降低大口徑雙層埋弧悍管的壁厚，同時保證 大口徑雙層埋弧焊管的耐蝕性能。
從制造成本角度分析，降低內管后外管的厚度，降低了材料的生產(chǎn)和 技術難度，可以大幅度降低材料的成本，還可以提高生產(chǎn)效率。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。


圖1是本實用新型大口徑雙層埋弧焊管縱剖面結構示意圖。 圖2是本實用新型大口徑雙層埋弧焊管橫剖面結構示意圖。 圖中，l.外管，2.內管，3.外管焊縫，4.內管焊縫。
具體實施方式
實施例1:參閱圖1。
一種大口徑雙層埋弧焊管，內管2和外管1
均采用直縫雙面埋弧焊鋼管，外管1的外徑為1016mm，內管2的外徑為 973mm，內管的外徑比外管的內徑小3mm，保證內管能順利的插入到外管 內。外管l的厚度為20mm，內管2的厚度為20mm。用打磨的方式將內管 焊縫4的外表面打磨至與內管2本體外表面形狀相同，將外管悍縫3的 內表面打磨至與外管1本體內表面形狀相同。參閱圖2。內管焊縫4與 外管焊縫3到內管2和外管1中心的夾角為120度。內管2在外管1內， 中間有平均1.5mm的間隙，采用機械脹管方法使內管2產(chǎn)生1%的塑性 變形，外管2產(chǎn)生相對較小的塑性變形，達到內管2與外管1脹接，內
管2與外管1緊密貼合在一起，同時還起到保證鋼管不圓度幾何形狀和 外徑尺寸偏差的目的。內管2和外管1的材料強度等級采用X70 (L485) 鋼級。
實施例2:參閱圖2。實施例2與實施例1不同點是外管1的外徑為 813mm，內管的外徑為781mm。外管1的厚度為15mm，內管2的厚度為 10mm。內管2選用具有抗氫致開裂和/或抗硫化物應力腐蝕開裂的X60 (L415)鋼級的管線鋼材，外管1選用X80鋼級的管線鋼材。內管焊縫 4與外管焊縫3到內管2和外管1中心的夾角為90度。與實施例1制作 方法相同。
權利要求1、一種大口徑雙層埋弧焊管，包括內管(2)和外管(1)組成，其特征在于內管(2)和外管(1)均采用直縫雙面埋弧焊鋼管，外管(1)的外徑在700-1400mm之間，內管的外徑比外管的內徑小2～5mm，外管(1)的厚度在8-25mm之間，內管(2)的厚度在8-25mm之間，內管焊縫(4)的外表面與內管(2)本體外表面形狀相同，外管焊縫(3)的內表面與外管(1)本體內表面形狀相同，內管焊縫(4)與外管焊縫(3)到內管(2)和外管(1)中心的夾角在45-180度之間，內管(2)與外管(1)脹接在一起。
2、 根據(jù)權利要求l所述的大口徑雙層埋弧焊管，其特征是內管(2) 和外管(l)的厚度相同。
3、 根據(jù)權利要求l所述的大口徑雙層埋弧焊管，其特征是內管(2) 和外管(l)的材料強度等級相同。
4、 根據(jù)權利要求1所述的大口徑雙層埋弧焊管，其特征是內管(2) 選用具有抗氫致開裂和/或抗硫化物應力腐蝕開裂的管線鋼材，外管(1) 選用一般的管線鋼材。
專利摘要大口徑雙層埋弧焊管，應用于石油、天然氣管道輸送。特征是內管和外管均采用直縫雙面埋弧焊鋼管，外管的外徑在700-1400mm之間，內管的外徑比外管的內徑小2～5mm。外管的厚度在8-25mm之間，內管的厚度在8-25mm之間。內管焊縫的外表面與內管本體外表面形狀相同，外管焊縫的內表面與外管本體內表面形狀相同。內管焊縫與外管焊縫到內管中心的夾角在45-180度之間。內管插入外管后采用機械脹管方法達到內管與外管脹接，內管與外管緊密貼合在一起。效果是能降低內、外管的厚度，使生產(chǎn)內、外管材料技術難度降低，生產(chǎn)的鋼板性能和質量穩(wěn)定性提高。大幅度提高管道的承壓能力，滿足油氣工業(yè)大流量輸送需要。
文檔編號F16L9/02GK201057316SQ20072014973
公開日2008年5月7日 申請日期2007年6月20日 優(yōu)先權日2007年6月20日
發(fā)明者劉亞旭, 易曉明, 李為衛(wèi), 趙新偉, 霍春勇 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所