一种X90级管线钢大口径螺旋埋弧焊管制造方法技术

本发明专利技术公开了一种X90级管线钢大口径螺旋埋弧焊管制造方法，该制造方法包括的工序有：开卷、矫平、铣边、成型、焊接、管端扩径、X射线连续检测、静水压试验、焊缝及母材超声波探伤、管端倒棱、管端拍片和成品检查；本发明专利技术的焊接工序包括内外预焊、精焊内焊和精焊外焊，通过合理的选择焊接工艺参数，焊缝与母材能够平滑的过渡，减少或消除咬边，焊缝具有良好力学性能，保证焊管焊接接头强韧性匹配；在进行管端扩径工序的同时，采用螺旋埋弧焊管周长自动测量装置对周长进行实时测量，实现了对成型过程中焊管周长的实时测量和监视，确保焊管几何尺寸的精确。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及了一种焊管制造方法，具体涉及了一种X90级管线钢大口径螺旋埋弧焊管制造方法。
技术介绍
：X90管线钢是一种多元合金钢，强度高，随着强度的增加，成型过程中易出现噘嘴、错边、微裂纹等缺陷，同时，由于卷板自身存在的月牙弯问题，影响了螺旋焊管成型的稳定性，对后期工序中焊管几何尺寸的控制构成了不利影响，并给螺旋焊管现场对接施工带来难度。除此之外，随着钢级强度的增加，如何保证焊接接头的强韧性也是一个需要解决的关键问题。因此，开发出一种低应力成型、焊缝性能良好并且具有优异环焊缝性能的焊管制造方法是X90级螺旋焊管开发时努力的方向。2010年7月5日申请的授权公告号为CN101886222B的中国专利技术专利，名称为“一种高强度X90钢级螺旋缝埋弧焊管制造方法”，该制造方法包括开卷、矫平、铣边、预弯、成型、焊接、管端扩径、焊缝及母材超声波探伤、水压试验、管端倒棱、成品检查；该方法通过铣边、预弯和管端扩径的工序，解决了X90钢级螺旋缝埋弧焊管制造过程中稳定性差的技术问题；该方法中焊接为内焊和外焊两道工序，本专利技术的焊接方法与该方法不同。本专利技术提供一种低应力、环焊缝性能优异的X90级大口径螺旋埋弧焊管的制造方法，不仅解决了高钢级、大口径螺旋焊管焊接接头强韧性匹配的技术问题，而且解决了由于成型的不稳定，导致焊管残余应力较高及管体几何尺寸变化较大的技术问题。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种X90级管线钢大口径螺旋埋弧焊管制造方法，采用此方法制造的X90级管线钢大口径螺旋埋弧焊管不仅实现了螺旋焊管的低应力成型，保证了焊接接头的强韧性匹配，而且焊管的几何尺寸精确度高。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种X90级管线钢大口径螺旋埋弧焊管制造方法，该螺旋埋弧焊管的主要化学成分重量百分比为：C0.06～0.08％、Si0.20～0.30％、Mn1.9～2.1％、S≤0.004％、P≤0.01％、Ni0.2～0.3％、Cr≤0.3％、Cu≤0.3％、Nb≤0.1％、V≤0.04％、Ti≤0.02％、Mo≤0.25％、Al≤0.06％、N≤0.005％、B≤0.0005％，余量为Fe，其中CE(Pcm)≤0.20，CE(ΠW)≤0.49，该制造方法包括的工序有：开卷、矫平、铣边、成型、焊接、管端扩径、X射线连续检测、静水压试验、焊缝及母材超声波探伤、管端倒棱、管端拍片和成品检查，其特征在于：所述焊接工序包括内外预焊、精焊内焊和精焊外焊；在进行所述管端扩径工序的同时，采用螺旋埋弧焊管周长自动测量装置对周长进行实时测量。上述成型工序的工艺为：采用仿真模拟技术对成型角和压下量进行了优化，成型角为65°55′～66°20′，压下量为7.5mm，在成型过程中2#辊压下采用直线导轨控制方式，并对1#、2#、3#辊进行重新的校准定位，使焊管塑性变形充分，同时使焊管的残余应力水平控制在一个合理的范围。上述内外预焊工序的工艺为：采用混合气体保护焊，气体类别为CO2(55％～65％)+Ar(35％～45％)，气体流量为100～120L/min，焊接电流I＝540～660A，焊接电压U＝20.5～23.5V，焊接速度V＝2.5～3.0m/min。上述精焊内焊工序的工艺为：采用双丝埋弧自动焊进行焊接，第一丝采用直流反接，焊接工艺参数为：电流I＝790～1000A，电压U＝32～36V；第二丝为交流，焊接工艺参数为：电流I＝585～715A，电压U＝34～38V；丝间距为10～16mm，干伸长26～32mm，焊接速度V＝1.2～1.4m/min。上述精焊外焊工序的工艺为：采用双丝埋弧自动焊进行焊接：第一丝采用直流反接，焊接工艺参数为：电流I＝990～1200A，电压U＝32～36V；第二丝为交流，焊接工艺参数为：电流I＝540～660A，电压U＝33～37V；丝间距为10～16mm，干伸长26～31mm，焊接速度V＝1.2～1.4m/min。上述管端扩径工序的工艺为：在管端150mm范围内进行冷扩径，扩径量范围：0.3～0.6％，管端周长偏差±1.0mm，椭圆度偏差≤2.0mm。本专利技术的有益效果：1.本专利技术采用的仿真模拟技术根据卷板的宽度、厚度及成型辊的位置进行仿真模拟，对成型角和压下量进行了优化，成型角控制在65°55′～66°20′，压下量控制在7.5mm，在成型过程中2#辊压下采用直线导轨控制方式，并对1#、2#、3#辊进行重新的校准定位，使焊管塑性变形充分，通过一系列措施的实施，使钢管成型精度及稳定性得到大幅提升，有效减少了错边、噘嘴等成型工艺缺陷的出现几率，同时使焊管的残余应力水平控制在一个合理的范围。2.采用混合气体保护焊的预焊工艺可对焊管全长进行连续预焊，保证焊管成型后的形貌保持，确保焊缝的质量和可靠性。3.采用内外焊双丝串列埋弧自动焊工艺，可减少单位长度的热输入量，减小热影响区。通过合理设定各丝的电流、电压、干伸长、焊丝间距及角度，以获得优良的焊缝形貌，焊缝与母材能够平滑的过渡，减少或消除咬边，且焊缝具有良好的力学性能，保证了焊管焊接接头强韧性匹配。4.在所述的管端扩径工序中，增加了螺旋焊管周长自动测量设备，实现了对成型过程中焊管周长的实时测量和监视，确保焊管几何尺寸的精确，使螺旋焊管达到了管端周长偏差±1.0mm，椭圆度偏差≤2.0mm的水平，为后续的现场施工焊接提供了有利条件。5.采用此方法制造的X90级大口径螺旋焊管环焊缝性能优异，环焊缝横向矩形拉伸试样断口位于母材，抗拉强度大于720MPa；环焊缝焊接接头在-10℃时焊缝中心夏比冲击冲击功平均值在110J以上，焊缝热影响区的夏比冲击功平均值在220J以上。附图说明：下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1为X90Ф1219×16.3mm螺旋焊管残余应力测量结果。图2为X90Ф1219×15.3mm螺旋焊管残余应力测量结果。具体实施方式：实施例1：X90级Φ1219×16.3mm螺旋埋弧焊管的制造。1.采用壁厚为16.3mm的X90卷板，其主要合金元素含量：C0.06％、Si0.28％、Mn1.92％、S0.001％、P0.006％、Ni0.2％、Cr0.26％、Cu0.16％、Nb0.07％、V0.02％、Ti0.016％、Mo0.24％、Al0.02％、N0.005％、B0.0003％，余量为Fe，其中CE(Pcm)为0.20。2.卷板开卷、矫平。3.铣边，先粗铣，将板边宽度铣削10～20mm，以保证去除卷板因轧制过程中存在的缺陷，然后进行精铣X型坡口，将卷板两个对接的板边分别开出钝边尺寸为8mm、坡口角度为35°的坡口，卷板两边对接后形成70°的X形坡口。4.成型，将卷板在三辊成型器上制成Ф1219mm规格的螺旋状圆筒。5.预焊，将上述圆筒切割到合适长度送入预焊机，采用混合气体保护焊接方式进行焊接，形成连续、质量可靠的预焊焊缝。6.内焊，采用双丝埋弧自动焊在钢管内侧坡口进行焊接，第一丝采用直流反接，第二丝为交流。焊接工艺参数为：第一丝电流I＝950A，电压U＝33V；第二丝电流I＝700A，电压U＝35V，焊丝间距为15mm，干伸长26、26mm，焊接速度V＝1.3m/min。7.外焊，采用双丝埋弧自动焊在钢管外侧坡口进行焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X90级管线钢大口径螺旋埋弧焊管制造方法，该螺旋埋弧焊管的主要化学成分重量百分比为：C 0.06～0.08％、Si 0.20～0.30％、Mn 1.9～2.1％、S≤0.004％、P≤0.01％、Ni 0.2～0.3％、Cr≤0.3％、Cu≤0.3％、Nb≤0.1％、V≤0.04％、Ti≤0.02％、Mo≤0.25％、Al≤0.06％、N≤0.005％、B≤0.0005％，余量为Fe，其中CE(Pcm)≤0.20，CE(ΠW)≤0.49，该制造方法包括的工序有：开卷、矫平、铣边、成型、焊接、管端扩径、X射线连续检测、静水压试验、焊缝及母材超声波探伤、管端倒棱、管端拍片和成品检查，其特征在于：所述焊接工序包括内外预焊、精焊内焊和精焊外焊；在进行所述管端扩径工序的同时，采用螺旋埋弧焊管周长自动测量装置对周长进行实时测量。

【技术特征摘要】
1.一种X90级管线钢大口径螺旋埋弧焊管制造方法，该螺旋埋弧焊管的主要化学成分重量百分比为：C0.06～0.08％、Si0.20～0.30％、Mn1.9～2.1％、S≤0.004％、P≤0.01％、Ni0.2～0.3％、Cr≤0.3％、Cu≤0.3％、Nb≤0.1％、V≤0.04％、Ti≤0.02％、Mo≤0.25％、Al≤0.06％、N≤0.005％、B≤0.0005％，余量为Fe，其中CE(Pcm)≤0.20，CE(ΠW)≤0.49，该制造方法包括的工序有：开卷、矫平、铣边、成型、焊接、管端扩径、X射线连续检测、静水压试验、焊缝及母材超声波探伤、管端倒棱、管端拍片和成品检查，其特征在于：所述焊接工序包括内外预焊、精焊内焊和精焊外焊；在进行所述管端扩径工序的同时，采用螺旋埋弧焊管周长自动测量装置对周长进行实时测量。2.根据权利要求1所述的一种X90级管线钢大口径螺旋埋弧焊管制造方法，其特征在于：所述成型工序的工艺为：成型角为65°55′～66°20′，压下量为7.5mm。3.根据权利要求1所述的一种X90级管线钢大口径螺旋埋弧焊管制造方法，其特征在于：所述内外预焊工序的工艺为：采用混合气体保护焊，气体类别为CO2和Ar，其中CO2的质量百分比为55％～65％，Ar的质量百分比为35％～45％；气体流量为100～120L/min，焊接电流I＝540～660A，焊接电压U＝20....

【专利技术属性】
技术研发人员：毕宗岳，刘斌，牛辉，刘海璋，张锦刚，赵红波，陈长青，牛爱军，赵勇，刘刚伟，席敏敏，
申请(专利权)人：宝鸡石油钢管有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61