CN100451415C - 石油、天然气输送的双缝埋弧焊管的生产方法 - Google Patents

Abstract

石油、天然气输送的双缝埋弧焊管的生产方法，应用于双缝埋弧焊管生产。特征是：采用宽度为钢管周长1/2的两块钢板，利用双面埋弧焊方法首先进行两块钢板沿纵向边拼接，然后采取常用的直缝埋弧焊钢管生产工艺进行钢管制作。另一种方法是将两块钢板分别进行C成型，制成C形半管。将两个C形半管组对定位焊成O形圆管，然后进行两道焊缝的焊接。经过扩径、无损检测，完成石油、天然气输送的双缝埋弧焊管制作。效果是：降低制管板材的制造难度，利用现有的直缝埋弧焊管设备，生产制造外径在1016mm以上，壁厚在21mm以上的质量优良的钢管。

Description

石油、天然气输送的双缝埋弧焊管的生产方法

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，涉及一种用于石油、天然气输送用的大外径管道及生产方法，特别涉及一种双缝埋弧焊管及其生产方法。

背景技术

每年有300多亿方输量的中俄、中亚等天然气管线，究竟选用多大直径和多大厚度的钢管，成为目前管道专家热谈的话题。一个制约天然气管道施工的难题是生产大直径、厚壁钢管。我国生产宽而厚的制管钢板和大直径厚壁钢管的能力不足，更大外径、更大壁厚的钢管还不能生产。

我国已建成多条大外径直缝埋弧焊管(LSAW)生产线。但是从西气东输、陕京二线到冀宁联络线的建设难题看，目前用于制造外径在1016mm以上，壁厚在21mm以上的国产高级制管钢板生产能力不足，更厚些的制管钢板还不能生产；另外，能生产制管的钢板品种的成材率低，批量生产质量不稳定，导致生产成本和价格过高，满足不了大规模管道建设需要，大量制管用钢板依赖国外进口。

采用埋弧焊方法加工生产一般直缝埋弧焊管(LSAW)工艺技术，已经比较成熟。如授权公告号CN 1026867C的专利，其方法是将钢板沿纵向卷起为圆形，沿纵向相对的两个边焊接。形成的焊接管有一条纵向焊缝。但是，如果采用一般直缝埋弧焊管(LSAW)工艺技术，制造外径在1016mm以上，壁厚在21mm以上的钢管，使用的钢板宽度在3192mm以上。21mm以上厚并且3192mm以上宽的钢板，生产难度较大，我国目前无法满足大量制管的需要。另外，采用现有的一般直缝埋弧焊管(LSAW)工艺，利用现有的直缝埋弧焊管设备，生产制造外径在1016mm以上，壁厚在21mm以上的钢管难度很大。

发明内容

本发明提供一种石油、天然气输送的双缝埋弧焊管的生产方法，改变直缝埋弧焊管工艺，生产制造外径在1016mm以上，壁厚在21mm以上的质量优良的钢管；并且采用宽度减半的制管板材制造大外径钢管，克服国产宽厚制管钢板能力不足的问题。满足我国油气管道建设的需要，提高油气输送用管的质量，减少进口，提高自主建设油气管道的能力和水平。

本发明石油、天然气输送的双缝埋弧焊管的生产方法，有两种技术方案：

方案1，拼接板双缝埋弧焊管生产工艺：

A、采用宽度为钢管周长1/2的两块钢板，利用双面埋弧焊方法首先进行两块钢板沿纵向边拼接，使拼接后的钢板的宽度符合制备钢管的要求。

B、然后按常规的UOE(“U”成型+“O”成型+扩径)或JCOE(“J”成型+“C”成型+“O”成型+扩径)直缝埋弧焊钢管生产工艺进行钢管成型制作。

C、对钢管进行冷扩径，使钢管达到设计要求的圆度几何形状和外径尺寸偏差。

D、最后进行焊缝无损检测，如：X射线探伤、超声波探伤或者两者并用。完成石油、天然气输送的双缝埋弧焊管制作。

方案2，两半管成型双缝埋弧焊管生产工艺：

A、采用宽度为钢管周长1/2的两块钢板，用压力机和成型模具分别进行“C”成型，制成两个“C”形半管。

B、然后将两个C形半管在胎具上组对定位焊成“O”形圆管，然后进行两道焊缝的焊接，焊接方法为双面埋弧焊。

C、对钢管进行冷扩径，使钢管达到设计要求的圆度几何形状和外径尺寸偏差。

D、最后进行焊缝无损检测，如：X射线探伤、超声波探伤或者两者并用。完成石油、天然气输送的双缝埋弧焊管制作。

本发明的有益效果是：采用双缝埋弧焊管，生产同样直径的钢管，使所需钢板宽度降低一半，可以带来如下优点：

(1)减少钢板宽度，可以降低对轧钢设备能力的要求，降低板材的制造难度，降低制管用原材料的价格。提高性能均匀性和稳定性，提高产品质量，提高管道的安全性。

(2)采用可以用目前生产螺旋埋弧焊管的卷板(性能优良，价格低)代替宽厚板制造大外径钢管。

(3)与单条直缝埋弧(LSAW)焊管相比，双缝埋弧(DSAW)焊管仅增加一条焊缝，采用现代先进的焊接和无损探伤技术可以保证钢管的质量。除此之外，具有LSAW的全部优点。与螺旋缝埋弧(SSAW)焊管相比，对大外径而言，如外径φ1016、螺旋角超过63度的钢管，双缝埋弧焊缝长度短。同单条直缝埋弧一样，双缝埋弧焊管焊缝位置好，容易焊接，焊缝外观和内在质量好；可以进行全长扩径处理，尺寸精度高，残余应力小；可以生产直径更大、壁厚更厚的钢管，提高管道的输送能力。与螺旋缝埋弧焊管相比，除了受力方向外，双缝埋弧有绝对优势。

(4)我国的制管企业与钢铁生产企业地域上分开，制管用钢板需要依赖铁路或公路运输，大直径钢管用板材运输宽度超限，运输困难大，费用高。降低钢板的宽度，可以减少原材料运输成本。

开发新型双缝埋弧焊管是从我国目前的现状出发，以现代先进的焊接工艺技术和自动化控制技术，以及先进的无损探伤等质量控制手段为依托，保证双缝埋弧焊管焊缝的质量和安全可靠性。从国家和社会的角度，开发双缝埋弧钢管，可以减少大外径油气钢管对国外的依赖，减少进口量，发展国家、民族经济，提高国产化程度和自主建设管线的能力。

在油气管道上用双缝埋弧部分替代直缝埋弧焊管，可以大幅度压低进口价格，为国家节约大量外汇；双缝埋弧替代螺旋缝埋弧焊管提高管道的安全可靠性；可以使更多的钢铁企业有能力生产制管用钢板，形成竞争的市场，降低钢管的价格，降低油气管道建设的成本。

发明的双缝埋弧焊管有两种生产技术方案，采用这两种技术方案，并与现代先进的焊接工艺技术和自动化控制技术，以及先进的无损检测等质量控制手段相结合，生产出质量高、价格低廉的双缝埋弧焊管。两种方案的优、缺点各不相同。与方案二相比，方案一的优点是在常规的单焊缝直缝埋弧焊钢管制管工序上仅增加拼板工序，后面的工序和设备不要调整、改造。其缺点是要占用一定的厂房面积，且随后的制管过程中拼接焊缝要多经过一次变形，对焊缝的力学性能有损害。

与常用的UOE(“U”成型+“O”成型+扩径)或JCOE(“J”成型+“C”成型+“O”成型+扩径)直缝埋弧焊管生产工艺相比，方案二可以省去一道O成型工序，节省O成型设备所需的大量投资；与方案一相比，方案二优点是减少占用厂房的面积，且拼接焊缝少经过一次变形。

附图说明

图1是本发明石油、天然气输送的双缝埋弧焊管纵剖面示意图。

图2是图1的横剖面示意图。

图中，1.钢管，2.焊缝。

具体实施方式

实施例1：参阅附图。以制造一个外径为1016mm，壁厚在29mm的石油、天然气输送的双缝埋弧焊钢管生产方法为例，进一步说明。

拼接板双缝埋弧焊管生产工艺，主要过程如下：

A、采用宽度为1596mm，长度为12000mm，厚度为29mm的钢板两块，每块钢板沿长度方向的两个边缘加工焊接坡口，利用双面埋弧焊方法将两块钢板沿长度方向其中一端拼接起来，使拼接后的钢板的宽度达到制造外径为1050mm钢管1的宽度要求，即3192mm。

B、采用UOE直缝埋弧焊钢管生产工艺进行钢管1制造，即在压力机上采用模具从中部开始首先将钢板压制成“U”形，然后更换到另一台压力机和成型模具上将钢板压制成“O”形圆管，对“O”形圆管成型后的钢板两个纵向边缘组对、定位焊在一起，采用双面埋弧焊工艺将定位焊缝2焊接，形成钢管1的形状。或者采用JCOE直缝埋弧焊钢管生产工艺进行钢管1制造，即在压力机上采用模具首先进行钢板两端边缘的“J”成型，然后进行“C”成型，最后进行“O”成型后，对“O”成型后的钢板两个纵向边缘组对、定位焊在一起，采用双面埋弧焊工艺将定位焊缝2焊接，形成钢管1的形状。

C、采用机械冷扩径设备，从钢管的内部将钢管的外径扩大，使金属产生0.5～1.5％的冷变形，从而使钢管达到设计要求的圆度几何形状和外径尺寸偏差。

D、对焊缝2的X射线探伤和超声波探伤，保证焊缝不会出现超标缺陷。完成一个外径为1216mm，壁厚在29mm的石油、天然气输送的双缝埋弧焊钢管制作。

实施例2：参阅附图。以制造一个外径为1219mm，壁厚在32mm的石油、天然气输送的双缝埋弧焊钢管生产方法为例，进一步说明。

成型双缝埋弧焊管生产工艺(称之为COE双缝埋弧焊管生产工艺)，主要过程如下：

A、采用宽度为1915mm，长度为12000mm，厚度为32mm的钢板两块，对其纵向边缘加工焊接坡口，用压力机和成型模具将每块钢板压制成“C”形，制成两个“C”形半管。

B、将两个C型半管在胎具上沿纵向焊接坡口组对定位焊成“O”形圆管，然后进行两道焊缝2的正式焊接，焊接方法为双面埋弧焊。

C、采用机械冷扩径设备，从钢管的内部将钢管1的外径扩大，使金属产生0.5～1.5％的冷变形，从而使钢管1达到设计要求的圆度几何形状和外径尺寸偏差。

D、最后进行焊缝2的X射线探伤和超声波探伤。完成一个外径为1219mm，壁厚在32mm的石油、天然气输送的双缝埋弧焊钢管1制作。

本发明中提到的加工焊接坡口、双面埋弧焊方法、钢板压制成“O”形圆管和钢板压制成“C”形半管，以及的X射线探伤和超声波探伤的技术为现有技术，不作详细说明。

Claims (2)

1、一种石油、天然气输送的双缝埋弧焊管的生产方法，其特征是：

采用拼接板双缝埋弧焊管生产工艺，过程如下：

A、采用宽度为钢管周长1/2的两块钢板，利用双面埋弧焊方法首先进行两块钢板沿纵向边拼接，使拼接后的钢板的宽度符合制备钢管的要求；

B、然后按常规的UOE直缝埋弧焊钢管生产工艺进行钢管成型制作；

C、对钢管进行冷扩径，使钢管达到设计要求的圆度几何形状和外径尺寸偏差；

D、最后进行焊缝无损检测，完成石油、天然气输送的双缝埋弧焊管制作。

2、一种石油、天然气输送的双缝埋弧焊管的生产方法，其特征是：

采用两半管成型双缝埋弧焊管生产工艺，过程如下：

A、采用宽度为钢管周长1/2的两块钢板，用压力机和成型模具分别进行“C”成型，制成两个“C”形半管；

B、然后将两个C形半管在胎具上组对定位焊成“O”形圆管，然后进行两道焊缝的焊接，焊接方法为双面埋弧焊；

C、对钢管进行冷扩径，使钢管达到设计要求的圆度几何形状和外径尺寸偏差；

D、最后进行焊缝无损检测，完成石油、天然气输送的双缝埋弧焊管制作。

Images