[发明专利]X120钢级螺旋缝埋弧焊管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺旋缝埋弧焊管及其制造技术，用作石油天然气输送管，尤其是高强度X120钢级螺旋缝埋弧焊管的制造方法。

背景技术

螺旋缝埋弧焊管是将钢卷板按一定的曲率半径进行螺旋弯曲后沿钢板对接的缝隙焊接在一起制成的。由于螺旋缝埋弧焊管具有投资低、生产品种多等优点，因此成为目前国内使用量最多的一种钢管制造方法。但由于其成型的方式、以及长期来钢管强度都比较低等限制，对高强度钢管的生产很少。目前，螺旋缝埋弧焊管所生产的钢管所用钢材均未超过X100钢级。随着管线建设向长距离、高压力、大口径的发展，使钢管的强度要求显著增加。例如用X120高强度管线钢卷板制作螺旋缝埋弧焊管目前还没有公开的技术研究。目前的生产方式在生产高强度螺旋缝埋弧焊管时仍存在很多问题，主要表现在：随着钢的强度增加，钢带在成型器中，尤其是递送边一侧带钢边缘变形不充分，同时目前普遍采用的剪边工艺还会造成板边的下翻边现象，在随后的工序中如不进行矫正，生产中在成型咬合时容易出现噘嘴、成型缝内紧外松、错边等缺陷，甚至会造成焊缝微裂纹等致命缺陷；卷板自身存在的月牙弯等问题，突出地影响了钢管的成型稳定性，使钢管的周长和椭圆度变化较大，不能有效保证钢管外形尺寸的稳定性，给钢管现场对接施工造成一定的影响；随着钢级的提高，尤其是到X120超高强度钢级，对应力集中和残余应力的控制更加敏感；另外，随钢的强度增加，使焊接过程变得更加困难，如何控制焊接接头的组织和性能也是需要解决的一个关键问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种X120钢级螺旋缝埋弧焊管的制造方法，采用该方法制造的螺旋缝埋弧焊管管体强度大大提高，生产成本降低。

为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案是：一种X120钢级螺旋缝埋弧焊管的制造方法，该螺旋缝埋弧焊管管体主要化学成分的重量百分含量为： C 0.035～0.055％，Si 0.20～0.25％，Mn 1.9～2.0％，P≤0.010％，S≤0.002％，Ni 0.35～0.45％，Cr 、Cu和Mo均为 0.2～0.3％，Nb 0.07～0.09％，V 0.03～0.04％，Ti 0.01～0.016％，Al0.03～0.05％，N≤0.006％，B 0.0008～0.001％，余量为Fe，其中CEpcm 0.20～0.22％，CE_ⅡW 0.52～0.54％；该制造方法的加工工序包括：开卷，矫平，铣边，预弯，成型，内焊和外焊、或预精焊，母材分层和焊缝超声波探伤和焊缝X射线探伤，管端扩径，水压试验，焊缝超声波探伤，管端X射线探伤，管端倒棱，成品检查；所述预精焊工序包括：预焊，预焊修补，引熄弧板焊接，内焊和外焊，引熄弧板切割。其中上述焊接步骤时采用内焊和外焊工艺，或者采用预精焊工艺均可，两种方法选择一种即可。

上述预弯工序中控制焊管撅嘴≤1.0mm，成型工序中控制错边≤1.0mm，当采用内焊和外焊时残余应力控制允许最大弹复值≤孔尔次吉特计算值，当采用预精焊时残余应力控制≤1.5倍孔尔次吉特计算值。

上述预焊的工艺为：焊速2.5～3.5 m/min，焊丝直径2.5mm，焊接电流560～600A、电压V＝26～28V；所述内焊和外焊均采用高强度和高韧性的焊剂和焊丝，其工艺采用双丝串列埋弧自动焊，其中内焊的工艺为：第一丝为直流，其电流I＝950～1150A、电压V＝31～33V，第二丝为交流，其电流I＝430～470A、电压V＝35～37V，焊丝间距d＝12～16mm，焊接速度V＝1.4～1.6m/min；所述外焊工艺为：第一丝为直流，其电流I＝1050～1250A、电压V＝33～35V，第二丝为交流，其电流I＝400～450A、电压V＝35～37V，焊丝间距d＝14～18mm，焊接速度V＝1.4～1.6m/min，钝边尺寸为4～6mm，坡口角度70°～90°，焊缝余高1～2mm；焊缝的主要化学成分的重量百分含量控制如下：B 0.001～0.002%，C 0.04～0.06%, Si 0.30～0.40%, Mn 1.90～2.1%, P≤0.015%, S≤0.005%, N≤0.009%,Ti、Al和V  0.02～0.03%, Nb0.04～0.07%,Cr和Cu 0.2～0.3%, Mo和Ni0.3～0.4%,其余为Fe。

本发明方法与现有的加工螺旋缝埋弧焊管的工艺相比主要体现在以下方面：

优化了坡口钝边尺寸：钝边4～6mm，坡口角度70°～90°，减少了钝边尺寸，减小焊接线能量，降低焊接热输入对焊接热影响区组织和性能的影响，提高焊缝热影响区的性能。