一种超大管径厚壁X80钢级螺旋埋弧焊管的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种超大管径厚壁X80钢级螺旋埋弧焊管的制造方法，属于螺旋埋弧焊管制造领域。所述方法包括：开卷、矫平、铣边、预弯、成型、预焊、精焊、管端整圆、焊缝X射线检测、静水压试验、母材超声波自动检测、焊缝超声波自动检测、超声波手工检测、机械平头、外观检查和防腐涂层；其中，所述铣边工序中坡口设置为双“V”型复合坡口；所述精焊工序包括内焊工序与外焊工序，均采用三丝串列埋弧自动焊工艺。本发明专利技术提供的方法能解决超大管径厚壁X80钢级螺旋埋弧焊管焊缝质量难以满足技术要求等技术难题。

Manufacturing method of super large caliber thick wall X80 grade spiral submerged arc welded pipe

The invention discloses a manufacturing method of super large diameter and thick wall X80 steel grade spiral submerged arc welded pipe, belonging to the manufacturing field of spiral submerged arc welded pipe. The method comprises: uncoiling, leveling, milling, pre-bending, forming, pre-welding, fine welding, pipe end roundness, X-ray inspection of weld seam, hydrostatic pressure test, ultrasonic automatic inspection of base material, ultrasonic automatic inspection of weld seam, ultrasonic manual inspection, mechanical flat head, appearance inspection and anticorrosive coating. The groove is set as a double \V\ compound groove, and the precision welding procedure comprises an internal welding procedure and an external welding procedure, all of which adopt a three wire series submerged arc automatic welding process. The method provided by the invention can solve technical problems such as the weld quality of super large diameter and thick wall X80 steel grade spiral submerged arc welded pipe is difficult to meet technical requirements, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种超大管径厚壁X80钢级螺旋埋弧焊管的制造方法
本专利技术涉及螺旋埋弧焊管制造
，特别涉及一种超大管径厚壁X80钢级螺旋埋弧焊管的制造方法。
技术介绍
随着国民经济发展和能源战略实施，石油天然气需求量不断增加，又由于受土地、环保、建设与运营等因素制约，提高单管输量，发展超大输量管道工程已迫在眉睫。提高天然气管道输量的途径有两种：一是增大输送压力，二是增大管径。故为了增加管道的输送效率，就要不断增大输送压力和管径，又考虑到管道的稳定和安全性，还需增加管壁厚度和提高管材的强度。因此，高钢级、大管径、厚壁管线已成为未来天然气长输管道发展的必然选择。由GB50251-2003《输气管道工程设计规范》可知，输气管道的流量与输送压力是一次方的关系，而与管径是2.5次方的关系，因此，增大管径比提高输送压力的增输效果更明显。近几年来，X80级管线钢由于具有较高的强度，故广泛应用到大管径、厚壁管线的生产上。例如，西气东输二线和西气东输三线一类地区用螺旋埋弧焊管采用规格为外径1219mm、壁厚18.4mm、12MPa、X80级钢管，最大输气量可达300亿方/年；若将X80级钢管的外径由1219mm增加到1422mm，管道年输气量可从300亿方/年最大提升至500亿方/年，可更好的满足超大输量管道建设用管需求。目前，俄罗斯、美国等国家已建设了多条超大输量管道，主要分为螺旋埋弧焊管与直缝埋弧焊管两种。最具代表性的是俄罗斯巴甫年科沃-乌恰管道，采用类似X80的K65钢级，管径为1420mm，输送压力11.8MPa，单管设计输气量达到500亿方/年。但欧美地区所建设的超大输量天然气管道主要采用直缝埋弧焊管。螺旋埋弧焊管相比于直缝埋弧焊管而言，具有强度高以及适合生产管径大的焊管等优点，但螺旋埋弧焊管在超大输量天然气管道上还未有应用先例。随着钢铁冶金企业、制管企业装备能力和生产技术的不断提升，为研发超大输量管道用螺旋埋弧焊管创造了先决条件。同时，随着中俄东线、西气东输四线、五线等重大管道工程陆续开工建设，大管径、超大壁厚螺旋埋弧焊管的市场需求将进一步扩大，在未来国内外市场具有广阔的发展空间。在相同压力下，单管输气量的增加带来的直接影响是X80钢级钢管管径和壁厚的增大。壁厚的增加，对于X80钢级螺旋埋弧焊管制造的铣边、成型、焊接等主要生产工序而言，随着钢管管径和壁厚的增大，各工序生产技术难度也愈发加大，从而影响钢管质量以及机械性能，尤其对钢管的焊缝质量难以保证，例如，随着钢壁厚度的增加，铣边机铣削带钢边缘和坡口比较吃力，容易磨损刀具，且传统形状的坡口不利于螺旋埋弧焊管的焊接，会增加埋弧焊缝的缺陷个数，进而降低钢管焊缝质量；另外随着钢壁厚度的增加，埋弧焊缝的焊接难度与效率也会增加，若对埋弧焊缝的焊接参数设置不恰当的话，会影响钢管埋弧焊缝的容貌与机械性能。
技术实现思路
为了解决随着钢壁厚度、管径的增加，X80钢级钢管焊缝质量难以保证的问题，本专利技术实施例提供了一种超大管径厚壁X80钢级螺旋埋弧焊管的制造方法。所述技术方案如下：一种超大管径厚壁X80钢级螺旋埋弧焊管的制造方法，其特征在于，所述方法包括：开卷、矫平、铣边、预弯、成型、预焊、精焊、管端整圆、焊缝X射线检测、静水压试验、母材超声波自动检测、焊缝超声波自动检测、超声波手工检测、机械平头、外观检查和防腐涂层；其中，所述铣边工序中坡口设置为双“V”型复合坡口，上坡口的外坡口面角度α1为8.75°～9.25°，上坡口内坡口面角度β1为34.75°～35.25°，上坡口深度H1为6.70mm～6.80mm；下坡口的外坡口面角度α2为8.75°～9.25°，下坡口内坡口面角度β2为39.75°～40.25°，下坡口深度H2为5.60mm～5.70mm，钝边高度P为9.00mm～9.50mm，拐点尺寸H为2.45mm～2.55mm；所述预焊工序采用熔化极混合气体保护焊对钢管内侧焊接坡口进行定位焊，保护气体为质量比为16:3:1的Ar、CO2与O2的混合气体，气体流量为110～115L/min，电流为700～750A，电压为25V～26V，焊接速度为4.50～4.55m/min，焊接线能量为2.3KJ/cm～2.6KJ/cm；所述精焊工序包括内焊工序与外焊工序，均采用三丝串列埋弧自动焊工艺；所述内焊工序的第一丝为直流反接，其电流为1150～1250A，电压为32～33V；第二丝为交流，其电流为750～850A，电压为36～37V；第三丝为交流，其电流为500～600V，电压为39～40V；焊丝间距为15～18mm，焊接速度为1.65～1.70m/min，焊接线能量为31KJ/cm～33KJ/cm；所述外焊工序的第一丝为直流反接，其电流为1250～1350A，电压为33～34V；第二丝为交流，其电流为750～850A，电压为36～37V；第三丝为交流，其电流为500～600V，电压为39～40V；焊丝间距为15～18mm，焊接速度为1.65～1.70m/min，焊接线能量为32KJ/cm～34KJ/cm。具体地，所述铣边工序具体包括：先粗铣“I”形坡口，然后精铣成双“V”形复合坡口。具体地，所述预焊工序还采用跟踪精度达到0.1mm接触式自动跟踪装置。具体地，所述成型工序采用三辊成型及外控式可调协助成型方式；按照68°53″的成型角在三辊成型器内将所述预弯边的带钢制成直径为1422mm的螺旋状圆筒；各成型辊的参数设置为：内成型辊角度为68°35″，外成型辊角度为69°11″，1#辊包角为19°20″、开档为143.0mm，3#辊包角为23°22″、开档为207.0mm；根据卷板实物屈服强度水平调整2#辊压下量。具体地，所述预弯工序采用双辊弯边机上对带钢的递送边和自由边进行预弯边，所述预弯边的半径为1974mm、长度为150mm。具体地，所述管端整圆工序具体为：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％，管端周长偏差为±1.0mm，椭圆度偏差≤2mm。具体地，所述成型工序采用三辊成型及外控式可调协助成型方式；按照65°50″的成型角在三辊成型器内将所述预弯边的带钢制成直径为1219mm的螺旋状圆筒；各成型辊的参数设置为：内成型辊角度为65°26″,外成型辊角度为66°13″,1#辊包角为20°26″、开档为125.2mm，3#辊包角为24°42″、开档为185.4mm，根据卷板实物屈服强度水平调整2#辊压下量。具体地，所述预弯工序采用双辊弯边机上对带钢的递送边和自由边进行预弯边，所述预弯边的半径为1453mm、长度为120mm。具体地，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％，管端周长偏差为-0.5mm～1.0mm，椭圆度偏差≤2mm。具体地，所述X80钢级螺旋埋弧焊管采用化学成分按质量百分比符合美国石油学会APISpec5L：2012标准、显微组织由粒状贝氏体与多边形铁素体组成、晶粒度大于等于12级的X80钢级热轧卷板为原料。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过将带钢的坡口设置为双“V”型复合坡口，代替传统精铣“X”型坡口设计，不仅便于对超大壁厚带钢进行铣削坡口，而且也能有效改善精焊埋弧焊焊缝形貌、降低超大壁厚钢管焊接接头残余应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超大管径厚壁X80钢级螺旋埋弧焊管的制造方法，其特征在于，所述方法包括：开卷、矫平、铣边、预弯、成型、预焊、精焊、管端整圆、焊缝X射线检测、静水压试验、母材超声波自动检测、焊缝超声波自动检测、超声波手工检测、机械平头、外观检查和防腐涂层；其中，所述铣边工序中坡口设置为双“V”型复合坡口，上坡口的外坡口面角度α1为8.75°～9.25°，上坡口内坡口面角度β1为34.75°～35.25°，上坡口深度H1为6.70mm～6.80mm；下坡口的外坡口面角度α2为8.75°～9.25°，下坡口内坡口面角度β2为39.75°～40.25°，下坡口深度H2为5.60mm～5.70mm，钝边高度P为9.00mm～9.50mm，拐点尺寸H为2.45mm～2.55mm；所述预焊工序采用熔化极混合气体保护焊对钢管内侧焊接坡口进行定位焊，保护气体为质量比为16:3:1的Ar、CO2与O2的混合气体，气体流量为110～115L/min，电流为700～750A，电压为25V～26V，焊接速度为4.50～4.55m/min，焊接线能量为2.3KJ/cm～2.6KJ/cm；所述精焊工序包括内焊工序与外焊工序，均采用三丝串列埋弧自动焊工艺；所述内焊工序的第一丝为直流反接，其电流为1150～1250A，电压为32～33V；第二丝为交流，其电流为750～850A，电压为36～37V；第三丝为交流，其电流为500～600V，电压为39～40V；焊丝间距为15～18mm，焊接速度为1.65～1.70m/min，焊接线能量为31KJ/cm～33KJ/cm；所述外焊工序的第一丝为直流反接，其电流为1250～1350A，电压为33～34V；第二丝为交流，其电流为750～850A，电压为36～37V；第三丝为交流，其电流为500～600V，电压为39～40V；焊丝间距为15～18mm，焊接速度为1.65～1.70m/min，焊接线能量为32KJ/cm～34KJ/cm。...

【技术特征摘要】
1.一种超大管径厚壁X80钢级螺旋埋弧焊管的制造方法，其特征在于，所述方法包括：开卷、矫平、铣边、预弯、成型、预焊、精焊、管端整圆、焊缝X射线检测、静水压试验、母材超声波自动检测、焊缝超声波自动检测、超声波手工检测、机械平头、外观检查和防腐涂层；其中，所述铣边工序中坡口设置为双“V”型复合坡口，上坡口的外坡口面角度α1为8.75°～9.25°，上坡口内坡口面角度β1为34.75°～35.25°，上坡口深度H1为6.70mm～6.80mm；下坡口的外坡口面角度α2为8.75°～9.25°，下坡口内坡口面角度β2为39.75°～40.25°，下坡口深度H2为5.60mm～5.70mm，钝边高度P为9.00mm～9.50mm，拐点尺寸H为2.45mm～2.55mm；所述预焊工序采用熔化极混合气体保护焊对钢管内侧焊接坡口进行定位焊，保护气体为质量比为16:3:1的Ar、CO2与O2的混合气体，气体流量为110～115L/min，电流为700～750A，电压为25V～26V，焊接速度为4.50～4.55m/min，焊接线能量为2.3KJ/cm～2.6KJ/cm；所述精焊工序包括内焊工序与外焊工序，均采用三丝串列埋弧自动焊工艺；所述内焊工序的第一丝为直流反接，其电流为1150～1250A，电压为32～33V；第二丝为交流，其电流为750～850A，电压为36～37V；第三丝为交流，其电流为500～600V，电压为39～40V；焊丝间距为15～18mm，焊接速度为1.65～1.70m/min，焊接线能量为31KJ/cm～33KJ/cm；所述外焊工序的第一丝为直流反接，其电流为1250～1350A，电压为33～34V；第二丝为交流，其电流为750～850A，电压为36～37V；第三丝为交流，其电流为500～600V，电压为39～40V；焊丝间距为15～18mm，焊接速度为1.65～1.70m/min，焊接线能量为32KJ/cm～34KJ/cm。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铣边工序具体包括：先粗铣“I”形坡口，然后精铣成双“V”形复合坡口。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志刚，李建一，陈楠，谷海龙，李斌，王洋，王海生，崔润祥，刘红军，孙少卿，周书亮，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团渤海石油装备制造有限公司，华油钢管有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11