[发明专利]大口径无缝化钢管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管的制造方法，具体地讲，涉及一种大口径无缝化钢管的制造方法，属于钢铁冶金领域。

背景技术

大口径无缝钢管指的是外径为Φ630mm～Φ1422mm，壁厚为6mm～25.4mm，长度为6000mm～12000mm的钢管，主要是包括螺旋埋弧焊管、直缝埋弧焊管、卷板机对接焊管。其中卷板机对接焊管的成型质量差、钢管外径精度差，焊缝多且效率低，不适合大批量生产。螺旋埋弧焊管的生产效率为1.0～2.0米/分，但由于焊缝的长度是直缝埋弧焊管的1.5～2.5倍，焊口易错边，管子的残余应力大，且无法用冷扩径的方式来消除，因此，螺旋埋弧焊管只用于压力较低或不重要地区的油气输送。目前我国的西气东输二期工程大量使用的是直缝埋弧焊管。直缝埋弧焊管主要包括UOE钢管和JCOE钢管，无论是UOE钢管还是JCOE钢管，其直缝埋弧焊管生产线使用的原材料都是宽厚板，其价格非常高，一般为9000～9500元/吨。

目前，ERW(直缝焊接钢管)因加工工艺简单、成材率高、加工成本低、产品质量稳定等优势，得到了越来越广泛的应用。ERW直缝焊接钢管是以钢卷作为原料，经过成型、高频焊接成为焊管。原材料特别丰富且价格低，同样材质的热轧卷板价格约为5900～6200元/吨，比宽厚板低2500～3000元/吨。若用热轧卷板作为原料，生产大口径的钢管，在原材料的价格上具有明显优势。热扩径方法一般是用于生产中小直径的管件弯头的生产，也有个别企业使用中小口径的无缝管进行热扩径，生产稍大直径的无缝管，目前国内能生产的最大外径Φ460mm，经过热扩径的最大规格为外径Φ810mm，壁厚10～40mm。目前还没有经过热扩径生产直径大于Φ1016mm的大口径无缝化钢管。

发明内容

本发明的目的是提供一种大口径无缝化钢管(外径Φ630mm～Φ1422mm)的制造方法，该方法不但可以生产出无焊缝存在的大口径无缝化钢管，取代直缝埋弧焊管，而且成本较低，生产效率高，产品可直接用于石油天然气输送。

本发明的目的是这样实现的，大口径无缝化钢管的制造方法，包括以下步骤：

(1)母管的选择和处理：选用外径为Φ508mm～Φ610mm的中口径直缝焊接钢管作为母管，并清除内外毛刺、中频焊缝退火、管体和焊缝探伤，这样做保证了ERW焊管的质量，从而使得原材料的来源能够保证，另外，为了保证成品管的长度，一般都使用较长的ERW焊管作为母管；

(2)热扩径：将母管用中频感应加热至930℃以上，通过至少一个道次的热扩径，成为外径Φ620mm～Φ1400mm的荒管，每一道次扩径率为120％～180％；在扩径的生产过程中管子的壁厚变化不大，主要是管子的长度缩短，外径扩大。

(3)冷扩径：将上一步中的荒管冷扩径成为外径Φ630mm～Φ1422mm粗品大口径无缝化钢管，扩径率为101％～102％；这一步的目的在于，由于不均匀的钢管冷却和不均匀的塑性变形，热扩径后管子的弯曲度很大、外径和圆度变化大，不能直接使用，而对于外径为Φ630mm～Φ1422mm的钢管，由于外径与壁厚比大，不能采用常规的斜辊矫直或压力矫直方式来进行矫直，采用冷扩径方式，对热扩径后的钢管进行整圆和矫直，并消除不均匀的残余应力，从而保证了钢管的后续使用。

(4)精整加工：先对上一步中得到的粗品大口径无缝化钢管进行管端加工，首尾两端切割成平齐状态，主要是切除管子头部的不均匀变形部分，保证管子的圆度和壁厚；然后对成品大口径无缝化钢管进行水压试验、管端和管体探伤、测长称重、喷印涂油，得到成品大口径无缝化钢管。在此过程中，对每一根钢管都进行水压试验、试验的压力按管子承受的周向应力为名义屈服强度的60％，并保压10秒钟，以确保管子的耐高压能力。再对管子的管端和管体进行超声波探伤，防止管子内部存在小的裂纹等缺陷。最后对管子进行测长称重喷印涂油等工序，以便成品出厂；

优选地，所说的热扩径的包括两个道次，每一道次的扩径率为130％～145％，所说的冷扩径的扩径率为101.5％～101.6％；

优选地，所说的中口径的直缝焊接钢管的外径为Φ610mm，壁厚为17.5mm，长度为22000mm；荒管的外径为1200mm，壁厚为16.2mm，长度为12500mm；粗品大口径无缝化钢管的外径为Φ1219mm，壁厚为16.0mm，长度为12400mm，所说的热扩径方式为顶推式；

更优选地，所说的热扩径方式为拉拔式。