[发明专利]一种高强度X90钢级螺旋缝埋弧焊管制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺旋缝埋弧焊管制造技术，尤其是一种高强度X90钢级螺旋缝埋弧焊管制造方法。

背景技术

螺旋缝埋弧焊管是将钢卷板按一定的曲率半径进行螺旋弯曲后沿钢板对接的缝隙焊接在一起制成的。由于螺旋缝埋弧焊管具有投资低、生产品种多等优点，因此成为目前国内使用量最多的一种钢管制造方法。但由于其成型的方式、以及长期来钢管强度都比较低等限制，对高强度钢管的生产很少。目前，螺旋缝埋弧焊管所生产的钢管所用钢材均未超过X80钢级。

随着管线建设向长距离、高压力、大口径的发展，使钢管的强度要求显著增加。例如用X90高强度管线钢卷板制作螺旋缝埋弧焊管目前还没有公开的技术研究。目前的生产方式在生产高强度螺旋缝埋弧焊管时仍存在很多问题，主要表现在：随着钢的强度增加，钢带在成型器中，尤其是递送边一侧带钢边缘变形不充分，同时目前普遍采用的剪边工艺还会造成板边的下翻边现象，在随后的工序中如不进行矫正，生产中在成型咬合时容易出现噘嘴、成型缝内紧外松、错边等缺陷，甚至会造成焊缝微裂纹等致命缺陷；卷板自身存在的月牙弯等问题，突出地影响了钢管的成型稳定性，使钢管的周长和椭圆度变化较大，不能有效保证钢管外形尺寸的稳定性，给钢管现场对接施工造成一定的影响；另外，随钢的强度增加，使焊接过程变得更加困难，如何控制焊接接头的组织和性能也是需要解决的一个关键问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高强度X90钢级螺旋缝埋弧焊管制造方法，该方法尤其适用于Φ1016×15.3mm高强度X90钢级螺旋缝埋弧焊管的制造。

为解决上述技术问题，该螺旋缝埋弧焊管主要化学成分的重量含量为：C0.04～0.06％，Si 0.20～0.30％，Mn 1.8～2.0％，P≤0.015％，S≤0.005％，Cr≤0.35％，Ni≤0.45％，Cu≤0.25％，Mo≤0.35％，Ti 0.01～0.02％，Nb≤0.09％，V≤0.05％，Al≤0.05％，N≤0.006％，B≤0.0005％，余量为Fe；其中CEpcm≤0.22％，CE_IIW 0.50～0.54％，该方法的加工工序为：①板卷经开卷、矫平；②成型；③内焊和外焊；④对母材进行分层超声波检查和X射线检查；⑤水压试验；⑥对焊缝进行超声波检查和超声波手探；⑦管端倒棱；

在步骤②前面增加铣边和预弯工序，所述铣边工序的工艺为双铣边工艺：先粗铣I型坡口，然后精铣X型坡口，钝边6～8mm，坡口角度70°～90°；所述预弯工序的工艺为：采用预弯机对卷板的递送边和自由边进行预弯边，预弯边的尺寸为半径1470mm、长度100～130mm；

在步骤④前面增加管端扩径工序，所述管端扩径工序的工艺为：在钢管管端300mm范围内进行冷扩径，最大扩径量为直径的0.6％，管端周长偏差±1.5mm，椭圆度偏差≤2mm。

本发明的技术关键在于对板卷的铣边设计、预弯边工艺、焊接工艺、管端扩径工艺、无损检测技术的优化和改进。

在大直径、高钢级的螺旋缝埋弧焊管的成型过程中，合口对缝两侧的带钢的边部通常以圆弧曲线过渡或微内张口较为适宜；钢带在成型器中，尤其是递送边一侧，机臂需给内焊装置预留空间，端头成型辊距板边至少50mm。若不使用弯边辊，将造成带钢边缘变形不充分；有时剪边工序还会造成板边的下翻边现象，生产中容易造成成型咬合时出现噘嘴、成型缝内紧外松、错边等缺陷，严重影响钢管外观质量和以后的焊接工序，甚至会造成焊缝微裂纹等致命缺陷，无法在以后的工序予以消除，严重影响钢管的质量，造成钢管合格率下降。因此针对Φ1016×15.3mm的高强度X90钢级管线钢的屈服强度，通过放样、弹性力学分析等手段，对带钢边缘进行充分预弯，能有效消除噘嘴、错边等成型缺陷，使钢管成型焊接质量得到明显提高。

钢管管端的尺寸稳定性直接影响到现场管线施工的效率，本发明在优化钢管成型工艺的同时，增加钢管管端扩径工艺，对钢管管端进行整圆，较好地控制了钢管管端尺寸精度，达到了管端周长偏差±1.5mm，椭圆度偏差小于等于2mm的水平，大大提高了钢管现场的对接效率，方便了现场施工作业。