[发明专利]一种X100级管线钢大口径螺旋埋弧焊管制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及了一种焊管制造方法，具体涉及了一种X100级管线钢大口径螺旋埋弧焊管制造方法。

背景技术：

X100是一种高强度管线钢，在螺旋焊管制管时由于强度的提高，成型及焊接时的难度增加。如何实现强度、韧性的统一，同时保证管体具有优异的几何尺寸，为下一步的管道施工提供有利条件是焊接制造商不断追求的目标。

前期国内螺旋焊管制造厂商采用的制管方法是“一步法”生产，即成型和精焊是同时进行的，这种方法最大的缺点是成型和精焊在制管时会有干扰，影响制管效率，同时焊管成型及焊接质量也得不到很好保证，特别是对X100级高强度管线钢尤其如此，X100螺旋焊管焊缝冲击功值存在离散分布的现象。2012年5月23日授权的专利号为ZL201010112123.6的中国发明专利，名称为“一种高强度X100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、内焊、外焊、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，该方法采用的即是“一步法”生产。

本发明采用的制造方法与该方法不同，在制管过程中将成型和焊接分开进行，卷板在成型机上成型后用气体保护焊进行连续预焊，后将预焊后的钢管输送到精焊生产线上进行内外多丝埋弧精焊，这种制造方法充分利用了成型和焊接的各自特点，实现了高速成型和多机组焊接的结合，使得一条成型生产线可以同时为多条精焊生产线提供待焊钢管，从而大大提高了生产效率。另外，由于焊管成型和精焊分开进行，预焊后的焊管坡口两侧相对稳定，容易得到高质量的焊缝。

本发明提供一种焊缝性能优异、管体几何尺寸良好的X100级大口径螺旋埋弧焊管制造方法，解决了X100级高强度螺旋焊管焊接接头强韧性匹配及焊缝冲击功值离散分布的难题，保障了焊缝质量的稳定性，同时保证了管体具有优异的几何尺寸，生产效率也得到了进一步的提高。

本发明生产的X100级大口径螺旋焊管适合在12MPa及以上输送压力、300亿立方米/年的大输量油气管道中使用。

发明内容：

本发明的目的是提供一种X100级管线钢大口径螺旋埋弧焊管制造方法，采用此方法可大幅提高生产效率，生产的X100级大口径螺旋埋弧焊管具有强度高，冲击韧性优异，残余应力较小的特点，适合在12MPa及以上输送压力的大输量油气管道中使用。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种X100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≤0.005％、P≤0.012％、Ni 0.3～0.45％、Cr≤0.4％、Cu 0.15～0.3％、Nb≤0.11％、V≤0.04％、Ti 0.008～0.02％、Mo 0.25～0.4％、Al≤0.06％、N≤0.008％、B≤0.0005％，余量为Fe，其中CE_(Pcm)≤0.24，该制造方法包括的工序有：开卷、矫平、铣边、成型、预焊、内外精焊、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：与传统的“一步法”生产相比，采用成型与焊接分开进行的“两步法”进行生产，在所述工序中的内外精焊前增加了预焊工艺，能够对焊缝全长进行连续预焊，保证成型及焊缝质量。

上述成型工序的工艺为：对成型角和压下量进行了优化，成型角为65°55′～66°30′，压下量为7.0～7.5mm，在成型过程中精确测量和控制各成型辊的位置和角度，采用直线导轨控制方式控制2#辊的压下量，同时调整1#和3#辊间距及倾角，确保焊管成型后具有良好的圆度及椭圆度。

上述预焊工序的工艺为：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＝520～680A，焊接电压U＝20.0～24.5V，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＝1000～1200A，电压U＝31～35V；第二丝为交流，焊接工艺参数为：电流I＝420～510A，电压U＝34～38V；丝间距为10～16mm，干伸长26～31mm，焊接速度V＝1.5～1.7m/min。