[发明专利]X80管线钢直缝焊管的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于机械设备制造领域，具体地，涉及一种直缝埋弧焊管的制造方法，用作石油天然气输送，适用于Φ1422mm×21.4mm的X80管线钢直缝焊管的制造。

背景技术

随着西气东输等管线工程的实施，管线钢自2000年以来在国内飞速发展，目前国内管线钢的制造水平已经居于世界前列。现阶段，正在铺设的输气管线主要应用的是X80管线钢。目前生产的X80管线钢母材的各项性能指标都能达到标准要求，但其焊接过程中仍存在很多问题；并且，在输油输气管线中，焊缝长度所占比例较大，因此焊接接头的性能将会直接决定整条管线的安全性和可靠性。

焊接接头的性能主要由焊接热影响区及焊缝金属的性能决定。目前，管线钢制管焊接过程中，焊缝金属的强度和韧性有较好的匹配，并不成为降低焊接接头性能的主要因素。而热影响区的性能并不稳定，尤其是冲击韧性测试过程中经常有低值出现。焊接热影响区的性能主要由母材的成分及焊接工艺决定。现今生产的管线钢大部分都采用低碳/超低碳、高锰、高铌的微合金化设计，母材成分差别并不大。因此要提高焊接热影响区的性能，主要靠改进焊接工艺来实现。制管的焊接工艺目前大部分采用双面自动埋弧焊，以螺旋焊管和直缝焊管为主。

虽然大型直缝焊管由于制造工艺复杂、生产成本高等因素，其价格高于传统的螺旋缝埋弧焊钢管，但是相对于螺旋焊管，大型直缝焊管在长距离耐高压油气输送管线建设中所占的比例更高。这是由于直缝焊管适合在高压力、高危险、地质和自然条件相对恶劣、重要地段的能源输送管道主干线建设中使用。因此大型直缝焊管正向着大口径、高强度、高韧性的方向发展。目前大型直缝焊管管坯的成形方法主要有：UOE成形法、排辊成形法(CFE)、辊弯成形法(RBE)、卷板成形法(HU-METAL)、折弯成形法(PFE)、JCOE成形法和增量成形法(CE)等。实际生产中，主要应用的是JCOE和UOE两种工艺。

直缝钢管是从内侧和外侧分别进行焊接。从串联式双丝SAW开始，发展到3丝SAW、4丝SAW，日本1995年成功开发6丝SAW工艺。对外径762mm、壁厚23.8mm的管道，4丝SAW比3丝SAW提高焊接速度1.3倍，6丝比4丝SAW提高速度1.7倍，焊缝成型良好并且使用烧结型中性焊剂可保证焊缝金属的韧性。

目前，直缝焊管采用的坡口形式大部分为对接X型坡口，如说明书附图1所示。内焊道2、外焊道3的坡口张开角度9和7大多为30～40°，内坡口深度10和外坡口深度8也大多近似相等，钝边的长度11视板厚决定。对应此种坡口形式的内外焊道的焊接线能量也大致相当，根据实际生产情况在30～50kJ/cm不等。以某钢管厂生产的X80管线钢直缝焊管(板厚21.4mm)为例，内、外坡口张开角度9和7都为35±2°，外坡口深度8为8±1mm，内坡口深度10为6.9±1mm；钝边厚度11为6.5±1mm。对应的焊接工艺参数，内外焊道的焊接线能量为30～35k J/cm左右。此种双道次焊接的焊接工艺由于内外焊道的热影响区相互交叉，不可避免地会产生临界粗晶区。临界粗晶区组织由粗大的原奥氏体晶粒加上沿晶界连续分布的M-A组元组成，晶粒内部的组织为粗大的上贝氏体或者粒状贝氏体。临界粗晶区可导致焊接热影响区的冲击韧性显著下降，使得焊接接头的整体性能低于相关标准的要求，实际生产中夏比冲击测试出现的低值大部分在50J以下。因此，此种焊接工艺急需改进，从而提高管线钢双面直缝埋弧自动焊焊接热影响区的整体性能。

发明内容

为克服现有直缝焊管制造方法存在的缺陷，本发明提供一种X80管线钢直缝焊管的制造方法，该方法适用于Φ1422mm×21.4mm的X80管线钢直缝焊管的制造。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

X80管线钢直缝焊管的制造方法，工艺步骤如下：

1、准备工序

2、铣边

3、UOE或JCOE工艺成型

4、预焊

5、内焊

6、外焊

7、扩径前检查工序

8、钢管扩径

9、水压实验

10、产品检验