一种Ｘ１００管线钢直缝埋弧焊管制造方法技术

本发明专利技术公开了一种Ｘ１００管线钢直缝埋弧焊管制造方法，它应用于制造输送石油天然气的直缝埋弧焊钢管。该方法包括使用化学成分为Ｃ０．０２～０．０８％，Ｓｉ０．１０～０．３０％，Ｍｎ１．６０～２．１０％，Ｐ≤０．０２％，Ｓ≤０．００５，Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔｉ０．０６～０．１％，Ｎｉ＋Ｃｒ＋Ｃｕ０．６～１．０％，Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｍｎ２～２．６％的Ｘ１００控轧钢板；钢管的工艺过程包括：下料、对钢板进行铣边、预弯、成型、预焊、内焊、外焊、扩径、倒棱工序，成型过程是在ＪＣＯ成型机上经过多次冲压将上述钢板依次弯曲成Ｊ型、Ｃ型、以及开口的Ｏ型；内焊及外焊工序采用四丝埋弧焊对钢管内侧及外侧进行焊接。采用本发明专利技术的方法进行钢板成型能使钢管更接近圆形，其焊接工艺能够兼顾钢板的内在质量和钢管的外观质量；并且能够实现高速焊接，大大提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直缝埋弧焊管的制造技术，尤其是涉及一种用X100钢材制造输送石油天然气的管道的成型、焊接的制造方法。
技术介绍
长距离输送石油天然气时用管道输送是最合理的运输方式。管道建设的发展趋势是向长距离、高压力、大口径方向发展。因此管道的强度要求越来越高； 另外由于石油天然气的输送管路往往长达数千千米，沿途地质条件复杂、气候 多变，因此对输送管路的韧性也具有非常高的要求。目前，国外输送管路的材 料普遍采用X70钢级的管线钢，部分长距离管道采用X80管线钢，并正在积极 开发X100 X120的管线钢。而我国的西气东输工程开始使用X70钢，并进行了 X80钢的试—睑_艮，对X100 X120的管线钢尚无实际产品。高强度钢管的生产主要过程包括成型和焊接，其成型方式主要有UOE和JCOE 两种，焊接主要釆用埋弧自动焊接。目前国外部分企业声称已经能够用UOE的 成型方式生产X100钢的钢管，而采用JOCE方式生产X100钢的高强度钢管尚无 类似的报道。上述UOE成型方法是指将钢板分二次冲压成U和O型；JCOE成型 方法是指将钢板分多次沖压成J、 C、 0型。生产钢管的工艺过程包括对钢板进 行铣边、制坡口、预弯边等预处理工序，再经过成型、预焊、内焊、外焊、扩 径、倒棱、防腐和涂层、探伤检验等工序。所谓成型是指在成型机上经过多次 冲压将钢板依次弯曲成J型、C型或U型、O型等形状。X100管线钢是一种多元合金高强度钢，其强度高、弹性大，成型很困难； 高强度焊管在制造过程中，最难解决的还是焊缝金属及热影响区的强度及韧性 的降低，如何控制焊缝及热影响区的性能是高强度焊管开发急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种采用jco成型方式制造规格为(D813xl4. 3隱的X100管线钢钢管的技术。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是1. 采用化学成分为C 0.02~0.08%, Si 0.10 0.30%, Mn 1.60~2.10o/o, P ^0.02%, S V+Nb+Ti 0.06 0.1%， Ni+Cr+Cu 0.6 1.0%， Cr+Mo+Mn 2 2.6%的 14. 3mm厚的XI00控轧钢斧反。2. 铣边，加工坡口，对板厚为14. 3mm的钢板，坡口尺寸为，角度为40° , 钝边4mm，下坡口深6隨。加工坡口的目的是保证焊接过程中能完全焊透，避免 高速焊接过程中焊缝底部出现未焊透缺陷，实现优质高产。3. 预弯边，利用预弯机进行板边预弯，根据管径尺寸要求，使板边具有符 合要求的曲率。4. jc0成型，在jco成型机上首先将预弯后的钢板的一半经过多次步进冲压， 将钢板压成j型，再将钢板的另一半用同样的方法和冲压次数进行弯曲，使钢 板成c型，最后进行"次沖压形成开口的0型。压制工艺，即压制道次和每道 次的压下量根据管径的尺寸确定，钢管直径为①813mm时采用17-21中的单数 次压制变形，即两侧采用相同道次的压制弯曲次数，中间再进行一次压制成型。 冲压模具分为上模和下模，下模又有两个支撑模，支撑模的间距为150mm,上模 压头的半径为240mm,每次压下量在12~16mm。由于钢板的强度高、弹性大， 即变形后回弹严重，每道次的压下量应釆用过量压下，以保证回弹后达到标准 形状，而且尽可能采用较多次数的压制工艺。5. 预焊，使成型后的钢管合缝并采用粗丝大功率混合气体保护焊进行连续 焊接。6. 内焊，采用四丝埋弧焊在钢管内侧进行焊接，四丝埋弧自动焊的第一丝 为直流，第二到第四丝为交流。四丝埋弧自动焊的工艺为第一丝电流为800 ~ 900A、电压为32~36V;第二丝电流为650 ~ 750A，电压为36 - 40V;第三丝电 流为500 600A，电压为38 42V;第四丝电流为450 ~ 550A，电压为40 - 44V; 焊丝间距为18-22mm,焊接速度为170 ~ 180mm/min。7. 外焊，采用四丝埋弧焊在钢管外侧进行焊接，采用四丝埋弧自动焊的第 一丝为直流，第二到第四丝为交流。四丝埋弧自动焊的工艺为第一丝电流为 900 ~ 1000A、电压为3Z-36V;第二丝电流为700 ~ 800A,电压为36 ~ 40V;第 三丝电流为500 ~ 600A，电压为40 - 44V;第四丝电流为450 - 550A,电压为40 ~ 44V;焊丝间距为18 22誦，焊接速度为180 ~ 90mm/min。8. 扩径，对钢管全长进行扩径以提高钢管的尺寸精度，并改善钢管内应力 的分布状态。9. 倒棱，将检验合格后的钢管进行管端加工，达到要求的管端坡口尺寸。 在6步和7步之间设置超声波和X射线探伤两道检测工序，在7步和8步之间设置水压试验工序，在8步和9步之间再设置超声波、X射线、磁粉探伤三 道检验工序。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是本专利技术所采用的JOC成型工艺，是制造大直径、高强度钢管中最简单快捷 的工艺。采用此方法制造X100管线钢的①813x14. 3mm规格的钢管，生产效率高， 成型质量好，其圆度准确，钢板对接尺寸偏差小，使后续的焊接等易于加工， 各钢管间对接容易。由于本专利技术所用钢^^反的强度高、弹性大，即压制变形后回弹严重，因此本 专利技术采用17~21道次的单道次压制弯曲工艺，以保证钢管的圆度并提高生产效 率。每道次的压下量都采用过量压下，以保证回弹后达到标准形状。采用单道 次的弯曲压制次数，能使钢管更接近圆形。下支撑模间距为150mm,上模半径为 240mm,每次压下量在12 - 16mm，是经过计算和试验所得的模具的主要尺寸以及 成型的主要工艺参数，只有这样的工艺参数，才能保证得到钢管的最佳形状。本专利技术的焊接工艺，是针对X100管线钢的(D813x14. 3mm规格的钢管进行开 发制定的。采用四丝埋弧焊的方法和装置，其特点是能够减少单位长度的热输入量，使热影响区减小，提高X100管线钢焊接区域的性能；采用这种焊接方法 还可以兼顾钢板的内在质量和钢管的外观质量；并且能够实现高速焊接，大大 提高了生产效率。四根焊丝之间的间距的合理设置，减小了焊接过程中的热量 集中，从而减小了焊接热量对焊缝热影响区性能的影响，如果再通过选择合理 的焊接材料，控制焊缝金属的成分，就可提高焊缝的机械性能。采用本专利技术所示的烀接工艺参数，其第一丝均采用低电压大电流，是为了 增加熔透深度，保证在壁厚方向能够焊透；第二丝、第三丝主要是为了填充焊 缝，使第一丝形成的底层与第四丝形成的盖面层能够4艮好的过渡，以获得优良 的焊缝形状，此两层所采用的焊接工艺参数，能保证此两层在焊接过程中能够 充分排气和排渣，获得优质的焊缝；第四丝的作用主要是盖面，选用上述的高 电压小电流的焊接工艺参数能够获得良好的外观质量，焊缝和母材能够平滑过 渡，减少或消除咬边。采用四丝焊能够实现高速焊接，并通过调整串列四丝埋 弧焊的焊丝间距，减小焊接过程中的热量集中，从而减小对焊缝热影响区的影 响，保证焊缝热影响区的性能。对焊缝金属组织和性能的控制，根据钢板的成 分、焊接工艺，合理选择焊接材料(焊丝和焊剂)，使焊缝获得以针状铁素体+ 贝氏体为主的组织，从而保证焊缝熔敷金属具有高的强韧性配合。具体实施例方式下面结合实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｘ１００管线钢直缝埋弧焊管制造方法，采用化学成分为Ｃ０．０２～０．０８％、Ｓｉ０．１０～０．３０％、Ｍｎ１．６０～２．１０％、Ｐ≤０．０２％、Ｓ≤０．００５、Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔｉ０．０６～０．１％、Ｎｉ＋Ｃｒ＋Ｃｕ０．６～１．０％、Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｍｎ２～２．６％的Ｘ１００控轧钢板，其特征在于：钢管的工艺过程包括铣边、预弯、ＪＣＯ成型、预焊、内焊、外焊、扩径、倒棱工序。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任景辉，李延丰，肖福仁，任毅，张远生，王旭，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海石油装备制造有限公司，巨龙钢管有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]