專利名稱：一種x90管線鋼直縫埋弧焊管制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種焊管制造方法，特別涉及了一種X90管線鋼直縫埋弧焊管制造方法。
背景技術(shù)：
石油天然氣作為重要能源，在我國能源結(jié)構(gòu)中所占比例不斷增加，需求旺盛。利用長距離的管線將石油天然氣從生產(chǎn)地運送到用戶是一種安全、高效和經(jīng)濟的方法，已成為陸上油氣輸送的主要方式。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展的油氣需求的不斷增加，未來五到十年我國油氣管網(wǎng)建設(shè)將迎來新一輪高峰。管道輸送的能力直接受到強度水平的影響，為了更經(jīng)濟地將油氣輸送到所需地， 長輸管道所采用的焊管強度級別不斷提高。研究表明，每提高一個鋼級可以節(jié)約管材成本 7%左右。目前，X80焊管已成功批量運用于油氣管道建設(shè)。隨著X80技術(shù)的成熟及對輸送效率、經(jīng)濟性的不斷追求，開發(fā)更高級別的管線鋼焊管成為必然趨勢。盡管目前已有XlOO 焊管的試驗報道，但X80到XlOO跨越太大，有大量的難題目前仍無法滿意解決，專家對采用 XlOO焊管仍存在嚴(yán)重顧慮。X90焊管在技術(shù)實現(xiàn)程度上較XlOO小的多，質(zhì)量易保障，是X80 之后及具工程應(yīng)用前景和價值的新產(chǎn)品。開發(fā)X90管線鋼管線鋼及直縫埋弧焊管產(chǎn)品，不僅是技術(shù)進(jìn)步的必然要求，而且對于降低材料消耗及工程成本、減少碳排放具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種X90管線鋼直縫埋弧焊管制造方法，具有焊接接頭強韌、性能均勻的優(yōu)點。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是
一種X90管線鋼直縫埋弧焊管制造方法，包括下述步驟銑邊、預(yù)彎邊、JCO成型、預(yù)焊、 內(nèi)焊、外焊、第一次超聲波檢查、第一次X射線檢查、機械擴徑、水壓試驗、倒棱、坡口加工、 第二次超聲波檢查、第二次X射線檢查、管端磁粉檢查和外觀質(zhì)量檢查；
所述X90管線鋼的質(zhì)量百分比組成為:C 0. 04-0. 08%、Mn 1. 60-2. 0%、Si 0. 15-0. 45%、 S 彡 0. 006%、P 彡 0. 010%、Ni 0. 20-0. 50%、Mo 0. 10-0. 30%、Ti 0. 010-0. 020%、Al 0. 015-0. 050%、Nb 0. 05-0. 10%、V 彡 0. 05%、N 彡 0. 01%、Cu 0. 10-0. 30%、Cr 彡 0. 35%、B (0. 004%,余量為 Fe，其中 Ceq ( 0. 50、Pcm 彡 0. 25 ；
所述內(nèi)焊工藝為采用四絲埋弧自動焊在鋼管內(nèi)側(cè)焊接坡口進(jìn)行焊接，第一絲采用直流反接，第二至四絲為交流；鋼管焊接工藝參數(shù)為第一絲電流1=950 1100A，電壓U=32 37V ；第二絲電流1=750 950A，電壓U=!35 40V ；第三絲電流1=550 700A，電壓U=37 42V ；第四絲電流1=500 600A，電壓U=40 44V ；焊絲間距d=17 22mm，焊接速度V=L 5 2. 0m/mino所述外焊工藝為采用四絲埋弧自動焊在鋼管外側(cè)焊接坡口進(jìn)行焊接；第一絲采用直流反接，第二至四絲為交流；鋼管焊接工藝參數(shù)為第一絲電流1=1100 1200A，電壓 U=32 37V ；第二絲電流1=750 950A，電壓U=!35 40V ；第三絲電流1=550 700A，電壓 U=38 42V ；第四絲電流1=500 600A，電壓U=40 44V ；焊絲間距d=17 22mm，焊接速度 V=L 5 2. 0m/mino所述機械擴徑工藝對鋼管全長進(jìn)行0. 5% 1. 4%擴徑。所述焊管管徑為Φ 1016 Φ 1219mm、壁厚為18. 4 22. 9mm ；
所述JCO成型工藝為首先利用JCO成型機將經(jīng)過預(yù)彎邊后的鋼板的一半進(jìn)行多次沖壓，壓成“J”形，再將其另一半進(jìn)行多次沖壓，壓成“C”形，最后在整個鋼板的中間壓制一次使其形成開口的“0”形；上述沖壓工藝中，采用17 四單數(shù)的壓制次數(shù)，單次壓下率1 6mm ο采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于
(1)采用超低碳設(shè)計，通過適當(dāng)提高M(jìn)n、M0、Cr、CU等元素添加量，在提高強度的同時確保良好的韌性。在整體提高合金含量的情況下，保持較低的焊接敏感系數(shù)Pcm值，確保鋼材良好的焊接性能。(2)通過在JCO成型工藝中，根據(jù)鋼板寬度、厚度、強度和模具尺寸，精確分析確定合理的沖壓次數(shù)和單次壓下率，解決了 X90鋼級直徑為Φ 1016 Φ 1219mm、壁厚為18. 4 22. 9mm的直縫埋弧焊管JCO成型過程中鋼板不均勻變形導(dǎo)致局部加工硬化、韌性及均勻延伸率下降嚴(yán)重的問題，使鋼管在JCO成型過程中各部分變形均勻、性能均勻。根據(jù)分析結(jié)果和現(xiàn)場試驗，分析鋼板成型過程彈復(fù)量，合理確定每道次壓下率，使鋼管成型后具有良好的圓度。(3)焊接工藝中，首先通過選擇專用焊接材料，確保焊縫具有高于母材的強度及良好的韌性。確定焊接參數(shù)時，充分考慮四絲焊中各絲的作用，通過合理設(shè)定各絲電流、電壓、 角度、焊絲間距及焊接速度，使焊縫獲得合適熔透深度和良好的形貌，同時有利于焊接過程中氣體及保護(hù)渣上浮。在此基礎(chǔ)上，為了減小焊接熱對熱影響區(qū)強韌性的影響，對各絲電流電壓進(jìn)一步優(yōu)化，采取了較低的焊絲能量，保證焊接熱影響區(qū)的性能。焊縫最終獲得以針狀鐵素體及板條貝氏體為主的、具有良好強韌性的組織，同時焊接熱影響區(qū)獲得細(xì)小粒狀貝氏體及板條貝氏體的組織，解決了鋼管焊接接頭強韌性問題。(4)擴徑工藝中，根據(jù)鋼管成型后的尺寸、形狀情況，通過數(shù)值分析確定獲得最佳形狀和尺寸時的最小擴徑量，通過現(xiàn)場試驗對數(shù)值分析的結(jié)果進(jìn)行修正、驗證，確定最佳擴徑工藝，確保鋼管擴徑后尺寸、形狀和理化性能，解決了鋼管在機械擴徑時由于加工硬化導(dǎo)致強度增加、韌性和均勻延伸率降低的問題。通過各工序嚴(yán)格的技術(shù)控制，使最終鋼管的各項性能完全符合用X90鋼級管線用直縫埋弧焊管的各項要求。
具體實施例方式實施例1 :Χ90 Φ 1016 X 18. 4mm 鋼管制造 1.原料
采用壁厚為18. 4mm的X90鋼板，其主要合金元素含量
C 0.04%、Mn 1.75%、Si 0. 45%、S 0.003%、P 0. 008%、Ni 0.20%、Mo 0.10%、Ti 0.013%權(quán)利要求
1.一種X90管線鋼直縫埋弧焊管制造方法，其特征在于包括下述步驟銑邊、預(yù)彎邊、 JCO成型、預(yù)焊、內(nèi)焊、外焊、第一次超聲波檢查、第一次X射線檢查、機械擴徑、水壓試驗、倒棱、坡口加工、第二次超聲波檢查、第二次X射線檢查、管端磁粉檢查和外觀質(zhì)量檢查；所述X90管線鋼的質(zhì)量百分比組成為:C 0. 04-0. 08%,Mn 1. 60-2. 0%、Si 0. 15-0. 45%、 S 彡 0. 006%、P 彡 0. 010%、Ni 0. 20-0. 50%、Mo 0. 10-0. 30%、Ti 0. 010-0. 020%、Al 0. 015-0. 050%、Nb 0. 05-0. 10%、V 彡 0. 05%、N 彡 0. 01%、Cu 0. 10-0. 30%、Cr 彡 0. 35%、B (0. 004%,余量為 Fe，其中 Ceq ( 0. 50、Pcm 彡 0. 25 ；所述內(nèi)焊和外焊采用四絲埋弧自動焊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種X90管線鋼直縫埋弧焊管制造方法，其特征在于所述內(nèi)焊工藝為第一絲采用直流反接，第二至四絲為交流；鋼管焊接工藝參數(shù)為第一絲電流 1=950 1100A，電壓U=32 37V ；第二絲電流1=750 950A，電壓U=!35 40V ；第三絲電流1=550 700A，電壓U=37 42V ；第四絲電流1=500 600A，電壓U=40 44V ；焊絲間距 d=17 22mm，焊接速度 V=L 5 2. Om/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種X90管線鋼直縫埋弧焊管制造方法，其特征在于所述外焊工藝為第一絲采用直流反接，第二至四絲為交流；鋼管焊接工藝參數(shù)為第一絲電流 1=1100 1200A，電壓U=32 37V ；第二絲電流1=750 950A，電壓U=!35 40V ；第三絲電流1=550 700A，電壓U=38 42V ；第四絲電流1=500 600A，電壓U=40 44V ；焊絲間距 d=17 22mm,焊接速度 V=L 5 2. Om/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種X90管線鋼直縫埋弧焊管制造方法，其特征在于所述機械擴徑工藝對鋼管全長進(jìn)行0. 5% 1. 4%擴徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種X90管線鋼直縫埋弧焊管制造方法，其特征在于所述焊管管徑為Φ 1016 Φ 1219mm、壁厚為18. 4 22. 9mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種X90管線鋼直縫埋弧焊管制造方法，其特征在于JCO成型工藝為利用JCO成型機將經(jīng)過預(yù)彎邊后的鋼板的一半進(jìn)行多次沖壓，壓成“J”形，再將其另一半進(jìn)行多次沖壓，壓成“C”形，最后在鋼板的中間壓制一次使其形成開口的“0”形； 所述沖壓工藝中，采用17 四單數(shù)的壓制次數(shù)，單次壓下率1 6mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種X90管線鋼直縫埋弧焊管制造方法，所述X90管線鋼的質(zhì)量百分比組成為C0.04-0.08%、Mn1.60-2.0%、Si0.15-0.45%、S≤0.006%、P≤0.010%、Ni0.20-0.50%、Mo0.10-0.30%、Ti0.010-0.020%、Al0.015-0.050%、Nb0.05-0.10%、V≤0.05%、N≤0.01%、Cu0.10-0.30%、Cr≤0.35%、B≤0.004%，余量為Fe，其中Ceq≤0.50、Pcm≤0.25；所述內(nèi)焊和外焊采用四絲埋弧自動焊。本發(fā)明焊管具有焊接接頭強韌、性能均勻的優(yōu)點。
文檔編號C22C38/16GK102397941SQ20111035935
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者付彥宏, 張志明, 李翠艷, 武占芳, 蘇志, 郭振其, 錢勇, 陳小偉 申請人:中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司, 南京巨龍鋼管有限公司, 巨龍鋼管有限公司