本發(fā)明屬于機械設備制造領域,具體地,涉及一種螺旋埋弧焊管的制造方法,用作石油天然氣輸送,適用于Φ1422mm×21.4mm的X80管線鋼螺旋焊管的制造。
背景技術:隨著西氣東輸?shù)裙芫€工程的實施,管線鋼自2000年以來在國內(nèi)飛速發(fā)展,目前國內(nèi)管線鋼的制造水平已經(jīng)居于世界前列?,F(xiàn)階段,正在鋪設的輸氣管線主要應用的是X80管線鋼。目前生產(chǎn)的X80管線鋼母材的各項性能指標都能達到標準要求,但其焊接過程中仍存在很多問題;并且,在輸油輸氣管線中,焊縫長度所占比例較大,因此焊接接頭的性能將會直接決定整條管線的安全性和可靠性。焊接接頭的性能主要由焊接熱影響區(qū)及焊縫金屬的性能決定。目前,管線鋼制管焊接過程中,焊縫金屬的強度和韌性有較好的匹配,并不成為降低焊接接頭性能的主要因素。而熱影響區(qū)的性能并不穩(wěn)定,尤其是沖擊韌性測試過程中經(jīng)常有低值出現(xiàn)。焊接熱影響區(qū)的性能主要由母材的成分及焊接工藝決定?,F(xiàn)今生產(chǎn)的管線鋼大部分都采用低碳/超低碳、高錳、高鈮的微合金化設計,母材成分差別并不大。因此要提高焊接熱影響區(qū)的性能,主要靠改進焊接工藝來實現(xiàn)。制管的焊接工藝目前大部分采用雙面自動埋弧焊,以螺旋焊管和直縫焊管為主。螺旋焊管和直縫焊管各有優(yōu)缺點。螺旋焊管的最大優(yōu)點是它對原料的適應性和經(jīng)濟性,西氣東輸一線便主要采用螺旋焊管。螺旋焊管可以通過成型角的調(diào)整,使用不同寬度的帶鋼生產(chǎn)同一口徑的鋼管。反之,也可以采用同一寬度的板材生產(chǎn)不同口徑的鋼管。因此能夠大大降低對原料的寬度和儲備數(shù)量要求,從而大幅度地降低了原料采購成本。螺旋焊管一般采用三輥彎板機構連續(xù)成型,邊成型邊焊接的生產(chǎn)方式,工藝流程短,設備造價比ERW和直縫埋弧焊管都低得多。螺旋焊管也有其自身的缺點。螺旋焊管的成型質(zhì)量受帶鋼月形彎的影響較大,帶鋼月形彎會造成螺旋焊管管徑和焊接間隙的變化,容易造成管徑超差、錯邊和焊接燒穿等缺陷;鋼管焊縫較長,出現(xiàn)焊接缺陷的幾率較大;未采用低殘余應力成型技術的螺旋焊管管體殘余拉應力較大,幾何尺寸精度較差。但經(jīng)過多年的技術改進,特別是西氣東輸工程干線鋼管國產(chǎn)化的攻關和大批量生產(chǎn)實踐,應用了帶鋼銑邊、低殘余應力成型、高韌性焊接材料和多絲焊接、管端整徑和無損檢測等先進工藝技術和裝備,使我國高壓輸送用螺旋焊管的生產(chǎn)技術和產(chǎn)品質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍。目前,螺旋焊管采用的坡口形式大部分為雙Y型坡口,如說明書附圖1所示。內(nèi)焊道2、外焊道3的坡口張開角度9和7大多為30~40°,內(nèi)坡口張開角度9比外坡口張開角度7略大(0~5°左右),內(nèi)坡口深度10和外坡口深度8也大多近似相等,鈍邊的長度11視板厚決定。對應此種坡口形式的內(nèi)外焊道的焊接線能量也大致相當,根據(jù)實際生產(chǎn)情況在20~40kJ/cm不等。以某鋼管廠生產(chǎn)的X80管線鋼螺旋焊管(板厚21.4mm)為例,外坡口張開角度7為30±2°,外坡口深度8為6.5±1mm;內(nèi)坡口張開角度9為35±2°,內(nèi)坡口深度10為5.4±1mm;鈍邊厚度11為9.5±1mm。對應的焊接工藝參數(shù),內(nèi)外焊道的焊接線能量為25~35kJ/cm左右。此種雙道次焊接的焊接工藝由于內(nèi)外焊道的熱影響區(qū)相互交叉,不可避免地會產(chǎn)生臨界粗晶區(qū)。臨界粗晶區(qū)組織由粗大的原奧氏體晶粒加上沿晶界連續(xù)分布的M-A組元組成,晶粒內(nèi)部的組織為粗大的上貝氏體或者粒狀貝氏體。臨界粗晶區(qū)可導致焊接熱影響區(qū)的沖擊韌性顯著下降,使得焊接接頭的整體性能低于相關標準的要求,實際生產(chǎn)中夏比沖擊測試出現(xiàn)的低值大部分在50J以下。因此,此種焊接工藝急需改進,從而提高管線鋼雙面螺旋埋弧自動焊焊接熱影響區(qū)的整體性能。
技術實現(xiàn)要素:為克服現(xiàn)有螺旋焊管制造方法存在的缺陷,本發(fā)明提供一種X80管線鋼螺旋焊管的制造方法,該方法適用于Φ1422mm×21.4mm的X80管線鋼螺旋焊管的制造。為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用下述方案:X80管線鋼螺旋焊管的制造方法,工藝步驟如下:1、X80管線鋼板卷的開卷與矯平2、銑邊3、預彎4、成型5、預焊6、內(nèi)焊7、外焊8、管端擴徑9、產(chǎn)品檢驗。相對于現(xiàn)有技術,本發(fā)明具有如下有益效果:通過對焊接坡口形式進行全新設計,將傳統(tǒng)的雙Y型坡口改為內(nèi)焊道Y型、外焊道復合型坡口,并加大外焊道的坡口深度、減小內(nèi)焊道的坡口深度,從而對內(nèi)、外焊道的焊接線能量進行了重新分配,增大外焊道焊接線能量,減小內(nèi)焊道線能量。內(nèi)焊道線能量的減小能夠顯著降低熱影響區(qū)臨界粗晶區(qū)的晶粒尺寸,有助于鏈狀M-A組元分布的離散化,同時還能減小M-A組元的尺寸,從而使得焊接熱影響區(qū)的韌性有明顯的提升。另外,雖然外...