本发明专利技术公开了一种高强度Ｘ９０钢级螺旋缝埋弧焊管制造方法，该方法的加工工序包括：开卷、矫平、铣边、预弯、成型、内焊、外焊、管端扩径、母材分层超声波检查、焊缝Ｘ射线检查、水压试验、焊缝超声波检查和管端倒棱。本制造方法工艺步骤中增加了双铣边工序、预弯边工序、管端扩径工序，成功的解决了高强度的Ｘ９０钢级螺旋缝埋弧焊管生产制造中成型稳定性差和焊接接头性能难以满足技术要求等技术难题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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Φ 1016X15. 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%,CEnff 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%，管端周长偏差士 1. 5mm，椭圆度偏差 ^ 2mm。本专利技术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Φ1016Χ15.3πιπι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，本专利技术在优化钢管成型 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士 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。优选的内焊工序的工艺为采用双丝串列埋弧自动焊，第一丝为直流，其电流I = 1100 1300A、电压V = 31 33V ；第二丝为交流，其电流I = 430 470A、电压V = 35 37V ；焊丝间距d = 10 14mm，焊接速度V = 1. 5 1. 7m/min。优选的外焊工序的工艺为 采用双丝串列埋弧自动焊，第一丝为直流，其电流I = 1200 1400A、电压V = 33 35V; 第二丝为交流，其电流I = 400 450A、电压V = 35 37V ；焊丝间距d = 12 16mm，焊 接速度V= 1.5 1.7m/min。所述内焊、外焊工艺均采用高韧性埋弧焊焊剂和焊丝，并采用 跟踪精度达到0. 25mm的激光焊缝自动跟踪装置。由于钢管所用的母材是低碳微合金化的高强度钢，其碳当量CEnw达到了 0. 5%以 上，焊接时具有一定的难度。在焊接过程中，为控制焊接接头的性能和焊接质量，通过实验 研究，确定了内焊和外焊均采用双丝串列埋弧自动焊接工艺。选择上述焊接工艺参数的主 要作用是第一丝的作用主要是保证熔透深度。需要采用大焊接电流、较低电弧电压；第二 丝的作用主要是盖面，即获得良好的外观质量，焊缝与母材平滑过渡，减少和消除咬边，需 要采用小焊接电流和较高电弧电压；第一丝与第二丝配合，充分排气、排渣，获得良好的焊 缝形状，优良的质量。采用上述工艺，综合母材、焊丝和焊剂化学成分焊接接头性能要求科 学合理匹配，控制焊缝的成分在如下的范围(重量)C 0.04 0.06%，SiO. 20 0.40%， Mnl.8 2.0%，P<0.020%，S<0.005%，Mo<0. 35%,TiO. 01 0. 025%,N^O. 010%, 余量为铁，其中CEiiwO. 50 0. 53%。焊接后焊缝获得的金相组织以针状铁素体+贝氏体为 主，从而保证焊缝熔敷金属具有高的强韧性配合以及内在质量和理化性能。本专利技术方法与现有的加工螺旋缝埋弧焊管的工艺路线相比，主要增加了双铣边工 序、预弯边工序、管端扩径工序。针对高钢级、大口径螺焊钢管，焊缝中气孔、夹渣、裂纹等缺 陷出现的几率增加，本专利技术采用先进的无损检测技术实现了对焊缝内在质量的有效检测。 通过采用焊缝缺陷判断计算机专家系统，对焊缝X射线探伤的图像进行实时扫描分析，完成缺陷的自动识别、标记、报警、记录的功能，实现X射线探伤的自动化；在超声波系统上采 用激光自动跟踪技术、同时改进其机械装置，在保证探头架刚性的前提下，探头与钢管柔性 接触，从而提高自动超声波探伤的准确性和可靠性。采用上述技术方案所产生的有益效果在于本专利技术制造高强度X90钢级螺旋缝埋 弧焊管的技术中，与制造普通螺旋缝埋弧焊管相比，工艺步骤中增加了双铣边工序、预弯边 工序、管端扩径工序，成功的解决了高强度的X90钢级螺旋缝埋弧焊管生产制造中成型稳 定性差和焊接接头性能难以满足本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度Ｘ９０钢级螺旋缝埋弧焊管制造方法，该螺旋缝埋弧焊管主要化学成分的重量含量为：Ｃ ０．０４～０．０６％，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％，Ｔｉ０．０１～０．０２％，Ｎｂ≤０．０９％，Ｖ≤０．０５％，Ａｌ≤０．０５％，Ｎ≤０．００６％，Ｂ≤０．０００５％，余量为Ｆｅ；其中ＣＥｐｃｍ≤０．２２％，ＣＥⅡＷ０．５０～０．５４％，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；其特征在于， 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。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李延丰，申立群，吉玲康，田鹏，宫少涛，张小东，李洋，李健一，张伟卫，
申请(专利权)人：华油钢管有限公司，中国石油集团石油管工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]
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