CN103194678B - 一种uoe焊管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种UOE焊管,其化学元素质量百分配比为:C?0.055~0.100%,Si?0.05~0.35%,Mn?0.5~1.0%,Ti?0.005~0.015%,Cr+Mo<0.1%,Cu?0.05~0.30%,Ni?0.05~0.20%,Al?0.02~0.04%,Ca?0.001~0.004%,Nb0.005~0.050%,余量为Fe和不可避免的杂质。本发明公开了其制造方法,包括制造钢板和将钢板加工成焊管,前者包括(1a)冶炼和铸造;(2a)加热;(3a)粗轧;(4a)精轧;(5a)卷取;(6a)开平切板;后者则包括:(1b)将钢板C成型-U成型-O成型;(2b)对O成型的开缝钢管进行预焊;(3b)对成型钢管内外焊。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊管及其制造方法,尤其涉及一种低合金抗酸焊管及其制造方法。
背景技术
管道输送是运输石油和天然气最安全、经济、高效的输送方法。世界能源的开采和消耗促进了管道输送的快速发展,与此同时,管线钢也经历了由低强度向高强度、由低韧性到高韧性、由短距离到长距离,由一般用途到特殊用途的长足发展。目前,管线钢已经商业化应用到X80钢级,冲击韧性则达到了200J以上,同时许多管道输送项目对管线钢提出了各种特殊的、高端的要求,例如抗酸性、管壁厚、大应变等。
对于原油集输及海底油气资源输送管道而言,由于输送介质和服役环境的特殊性,对于其原材料及焊管规格类型提出了更高的要求。未经处理的原油和天然气中富含H2S成分,这些介质中氢原子在管道输送过程中向钢管管体内渗透、富集,并形成氢分子,从而极易导致HIC(HydrogenInducedCracking,氢致裂纹)和SSCC(SulphurStressCorrosionCracking,硫化物应力腐蚀开裂)情况的发生。因此,对于输送未经处理的原油和天然气的管道提出了抗HIC、抗SSCC等抗酸性能要求。此外,为了保证海底管道输送的可靠性及原油陆上集输的安全性,往往采用小口径的直缝焊管,但是海底管道要求具有较大的抗压溃性能,而陆上输送管道由于不需要承受外压,则可采用较薄壁厚钢管。对于焊管形式而言,由于UOE焊管(采用U型-O型成型的焊管)具有优异的尺寸精度、较少的焊缝以及均匀的残余应力,其已经成为焊管的首选制造工艺。
UOE焊管通常由宽厚板经成型、焊接、扩径、涂敷等工序制造而成。在制造过程中,对中、铣边、辊道输送、直缝焊接等工序对尺寸精度要求较高,因此会对原材料钢板的板型提出较高的要求,以保证最终焊管的管型及焊接质量。对于厚壁焊管而言,其原材料钢板厚度较厚,在厚板轧制过程中往往能较好地控制板型。而对于管壁相对较薄且口径相对较小的焊管而言,其原材料钢板宽度小、管壁薄,在厚板轧制过程中不仅组坯困难,同时板型也难以控制,成材率和钢板性能的均匀性都难以得到保证。
公开号为CN101204720A,公开日为2008年6月25日,名称为“一种X80管线钢JCOE直缝埋弧焊管的制造方法”的中国专利文献公开了一种直缝埋弧焊管的制造方法,它适用于制造高强度高韧性石油天然气的输送管路。所使用的HTPX80控轧钢板的各化学成分的质量百分含量为:C0.03~0.05%,Si0.20~0.30%,Mn1.65~1.75%,P≤0.01%,S≤0.005%,Nb+Ti0.10~0.15%,Ni+Cr+Cu0.5~0.7%;该控轧钢板经铣边、弯边、多道次压下的JCO成型工艺、气体保护预焊、内焊、外焊、扩径、超声波检查、X射线检查、水压试验、管端到棱、超声波检查、X射线检查等工序制造成高强度、高韧性的石油天然气输送管。
公开号CN1977059A,公开日为2007年6月6日,名称为“超高强度UOE钢管及其制造方法”的中国专利文献涉及了一种管周向的强度具有750-900MPA的超高强度管线用UOE钢管。该管线用UOE钢管具有良好的热影响区韧性、接头破坏特性以及周焊接性,该钢管中各化学成分的质量百分含量为,C:0.03~0.08%,Mn:1.70~2.2%,S:0.0020%以下、Ti:0.005~0.025%,N:0.0050%以下,且碳当量(CEQ)≥0.50%,焊接裂纹敏感性指数(PCM)≤0.24%,由热轧后的水冷停止温度为350℃以上,热轧钢板碳当量(CEQ)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15;焊接裂纹敏感性指数(PCM)=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+B。
公开号为US20050178456A,公开日为2005年8月18日,名称为“一种具有优良耐碰撞性能的UOE钢管的制造方法”的美国专利文献公开了一种UOE钢管的制造方法。该发明的技术方案将UOE钢管沿圆周方向上在其内表面附近的压缩力和屈服强度张力之比控制为≥1.05,而从板厚中心到外表面附近的比值控制为0.9~1.0。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种UOE焊管,其具有优异的抗酸性能,同时该焊管还具备较高的强度以及优良的低温韧性和可焊接性。
为了实现上述目的之一,本发明提出了一种UOE焊管,其化学元素质量百分配比为:
C0.055~0.100%,
Si0.05~0.35%,
Mn0.5~1.0%,
Ti0.005~0.015%,
Cr+Mo<0.1%,
Cu0.05~0.30%,
Ni0.05~0.20%,
Nb0.005~0.050%,
Ca0.001~0.004%,
Al0.02~0.04%,
余量为Fe和其他不可避免的杂质。
上述不可避免的杂质主要是P、S和N元素。
本技术方案中的各化学元素的设计原理为:
碳:C是最基本的强化元素。碳是钢种间隙固溶元素,可起到固溶强化作用;同时与强碳化物形成元素Nb、Ti等形成碳化物,起到析出强化的作用。但太高的C对钢的延性、韧性和焊接性能不利,且易于形成MA组元,对抗酸性能不利;C太低则会降低钢的强度。因此本发明中C控制在0.055%~0.100%。
硅:Si主要是以固溶强化形式提高钢的强度,同时也是钢中的脱氧元素,但含量过高易形成氧化铁皮,同时恶化钢材的焊接性能,因此本发明将其控制在0.05~0.35%。
锰:Mn是固溶强化元素,是钢中补偿因碳含量降低而引起强度损失的最主要且最经济的强化元素。Mn还是扩大γ相区的元素,可降低钢的γ→α相变温度,有助于获得细小的相变产物,可提高钢的韧性。但过高的Mn含量易于在连铸坯中心部位形成Mn偏析带,导致成品板或管在酸性服役条件下形成氢致裂纹(HIC),对抗酸性能不利。因此本发明中,Mn含量控制在0.5%~1.0%。
钛:Ti是一种强烈的碳氮化物形成元素,Ti的未溶的碳氮化物在钢加热时可以阻止奥氏体晶粒的长大,在高温奥氏体区粗轧时析出的TiN和TiC可有效抑制奥氏体晶粒长大,同时提高Nb在奥氏体中的固溶度。另外在焊接过程中,钢中的TiN和TiC粒子能显著阻止热影响区晶粒长大,从而改善钢板的焊接性能,同时对改善焊接热影响区的冲击韧性也有明显作用。本发明中Ti含量控制在0.005%~0.015%。
铬、钼:Cr和Mo在本技术方案中均是提高钢的淬透性和相变控制的元素,添加Cr、Mo可以增加钢中硬相组元MA(马氏体-奥氏体组元)的体积分数,同时有利于贝氏体组织转变,能有效提高钢的强度;但由于MA组元边界易富集氢原子形成裂纹源,对抗HIC性能不利,因此本发明兼顾强度和抗酸性能,Cr+Mo总含量控制在0.1%以下。
铜、镍:Cu、Ni可通过固溶强化作用提高钢的强度,同时Cu还可改善钢的耐蚀性,Ni的加入主要是改善Cu在钢中易引起的热脆性,且对韧性有益。本发明中Cu、Ni含量范围分别控制为0.05%~0.30%、0.05%~0.20%。
铌:Nb主要起到晶粒细化、析出强化以及相变控制作用。通过热轧过程中NbC应变诱导析出阻碍形变奥氏体的回复、再结晶,经控制轧制和控制冷却使非再结晶区轧制的形变奥氏体组织在相变时转变为细小的相变产物,以使钢具有高强度和高韧性。Nb含量太低强化作用不明显,另外由于受C元素含量的限制,太高的Nb也发挥不了作用,因此Nb含量控制在0.005%~0.050%。
钙:Ca是夹杂物形态控制元素,通过Ca处理可以对长条形的硫化物夹杂进行球化处理,改善钢板的各向异性,减少钢中氢致裂纹源,有利于提高抗酸性能;但过量的钙易形成钙铝酸盐类夹杂,反而恶化钢的抗酸性能和低温韧性。因此本发明中Ca控制在0.001~0.004%范围内。
铝:Al是为了脱氧而加入钢中的元素,添加适量的Al有利于细化晶粒,改善钢材的强韧性能。
进一步地,本发明所述的UOE焊管的外径为508~610mm,壁厚为10.0~18.0mm。
本技术方案涉及的UOE焊管较之现有的UOE焊管的口径小、管壁薄。
本发明的另一目的在于提供一种UOE焊管的制造方法,该制造方法通过优化的工艺控制可以生产出具有优良的力学性能和抗酸性能的焊管,同时该制造方法还能很好地控制薄规格、窄宽度钢板的板型,减少钢板的切损量,提高钢板的成材使用率。
为了实现上述另一目的,本发明还相应地提供了上述UOE焊管的制造方法,其包括制造钢板的步骤和将钢板加工成焊管的步骤,其中制造钢板的步骤包括:
(1a)冶炼和铸造;
(2a)加热;
(3a)粗轧;
(4a)精轧;
(5a)卷取;
(6a)开平切板:待钢卷温度低于150℃,在开平机组对钢卷进行冷矫直开平处理,控制矫直过程中的应变量在1%~6%之间。
将钢板加工成焊管的步骤包括:
(1b)将钢板经C成型和U成型后,进行O成型;
(2b)对O成型的开缝钢管进行预焊;
(3b)对O成型的开缝钢管进行内焊和外焊。
在制造钢板的步骤中采用开平切板工艺可以避免厚板轧制带来的板型问题,为后续的小口径、薄管壁的焊管加工步骤提供良好的生产条件。在焊管加工的步骤中采用C成型—U成型—O成型的组合成型法+内外焊工艺,其中,C成型又称弯边成型,将钢板的边部通过弯边装置弯曲成所需的形状,以确保O成型过程中板边的直边段最小,并避免经过O成型后钢管的管型变形;U成型则是将预弯边的钢板一次压制成“U”型,该阶段中也是以板料的弯曲变形为主,并需要根据实际情况进行适当调整;最终O成型是将U成型后的钢板一次压制成“O”型,O成型阶段主要以板料局部反向弯曲和周向压缩变形为主。在开平切板步骤中,钢板的应变量直接影响到钢板的板型及内应力,对钢管的管型、力学性能及抗酸性能造成显著影响。当应变量在1%以下时,由于变形仍位于钢的弹性范围内,起不到矫平的效果,导致制管后钢管管型差;当应变量大于6%时,钢板的冷塑性变形较大,导致制管后管体组织内应力较大,在酸性环境下,易形成氢致开裂和应力腐蚀开裂等缺陷,且对冲击韧性不利。因此本发明中矫直应变量控制在1%~6%。
进一步地,当焊管外径为508~610mm且壁厚为10.0~18.0mm时,所述的UOE焊管的制造方法包括制造钢板的步骤和将钢板加工成焊管的步骤,其中制造钢板的步骤包括:
(1a)冶炼和铸造;
(2a)加热;
(3a)粗轧;
(4a)精轧;
(5a)卷取;
(6a)开平切板:待钢卷温度低于150℃,在开平机组对钢卷进行冷矫直开平处理,控制矫直过程中的应变量在1%~6%之间;
将钢板加工成焊管的步骤包括:
(1b)将钢板经C成型和U成型后,进行O成型:对于壁厚≤14mm的焊管,控制O成型压缩率为0.16~0.20%,对于壁厚>14mm的焊管,控制O成型压缩率为0.18~0.22%;其中,O成型压缩率=(π×(预焊后外径-壁厚)-铣边后宽度)/铣边后宽度×100%;
(2b)对O成型的开缝钢管进行预焊;采用CO2或Ar+CO2保护焊进行连续预焊焊接可以保证步骤(3b)的内焊过程和外焊过程的电弧稳定,进而确保焊管的最终焊接质量;
(3b)对O成型的开缝钢管进行内焊和外焊。
进一步地,在上述步骤(3b)中,内焊采用三丝埋弧焊工艺,其中第一丝为直流反接,第二丝和第三丝通交流电,第一丝和第二丝焊丝直径3.5~4.5mm,第三丝焊丝直径为3.0~3.5mm。
更进一步地,在上述步骤(3b)的内焊工艺中,对于壁厚≤14mm的焊管,第一丝和第二丝电流为450~700A,电压均为28~36V;第三丝电流为400~600A,第三丝电压为34~42V;对于壁厚>14mm的焊管,第一丝和第二丝电流为600~950A,电压均为28~40V;第三丝电流为500~700A,第三丝电压为34~42V。
进一步地,在上述步骤(3b)中,外焊采用三丝埋弧焊工艺,其中第一丝为直流反接,第二丝和第三丝通交流电,第一丝和第二丝焊丝直径3.5~4.5mm,第三丝焊丝直径为3.0~3.5mm。
更进一步地,在上述步骤(3b)的外焊工艺中,对于壁厚≤14mm的焊管,第一丝电流为800~1000A,第二丝电流为500~700A,第一丝电压和第二丝电压均为30~42V,第三丝电流为400~600A,第三丝电压为36~44V;对于壁厚>14mm的焊管,第一丝电流为850~1050A,第二丝电流为550~750A,第一丝和第二丝电压均为30~42V,第三丝电流为450~650A,第三丝电压为36~44V。
对于内焊和外焊而言,第一丝、二丝、三丝所发挥的作用及设计原理基本一致,第一丝主要起到保证交互熔深的作用,使内外焊容易搭接;第二丝主要是确保焊缝金属的充分填充,是保证焊缝质量的关键;第三丝主要作用是盖面成型,以获得好的焊缝形状。对于本发明内、外焊中各丝电流、电压设计的基本原理如下:
(1)第一丝:电流低于设计下限,则熔池深度较浅,易产生未焊透缺陷;电流高于设计上限,则熔池深度过深,容易烧穿管体。电压低于设计下限,则熔池宽度不够,冷却太快,夹杂等不容易上浮,影响焊缝质量;电压高于设计上限,减弱熔深效果,达不到熔透保证熔深的目的;
(2)第二丝:电流低于设计下限,熔敷金属填充量不够,容易产生未填满缺陷;电流高于设计上限,容易增加余高导致金属材耗增加,并增加热输入,影响热影响区低温韧性。电压低于设计下限,则熔池宽度较小,冷却速率较快,焊缝夹杂物不易上浮,影响焊缝的低温韧性;电压高于设计上限,减弱熔深效果,增加热影响区宽度,同样导致冲击韧性恶化;
(3)第三丝:电流低于设计下限,容易导致电流不稳定,使得焊缝外观形貌不均匀;电流高于设计上限,焊缝金属堆积,易导致余高超标。电压低于设计下限,熔池宽度不够,焊缝偏窄,容易产生边部未填满缺陷;电压高于设计上限,导致熔敷金属摊薄,焊缝表面鱼尾纹增多,影响焊管焊缝几何尺寸。
有利地,在上述步骤(3b)中内焊的焊接速度为1.3~1.9m/min。
同样,在上述步骤(3b)中外焊的焊接速度也为1.3~1.9m/min。
焊接速度大于1.9m/min时,焊接热输入偏小,容易产生夹杂和气孔等缺陷,且焊缝外观几何形貌差;焊接速度小于1.3m/min时,焊接热输入偏大,容易导致焊缝及热区冲击韧性大幅度降低及焊缝余高超高。
与现有技术中的UOE焊管相比较,本发明通过合理的成分设计+优化的工艺控制所制造的UOE焊管的优点如下:
1)具有优异的抗酸性能和抗腐蚀性能,尤其具备优异的抗HIC性能和抗SSCC性能;
2)具有优良的力学性能,其强度可达L360-L485钢级,尤其是具备良好的低温韧性和可焊接性;
3)焊管口径小,管壁薄,板型佳,各项性能均匀性好,切损量少,成材率高。
具体实施方式
下面将根据具体实施例对本发明所述的UOE焊管及其制造方法作进一步说明,但是具体实施例和相关说明并不构成对于本发明的技术方案的不当限定。
实施例1-6
按照下列步骤制造UOE焊管:
制造钢板:
(1a)冶炼-LF+RH炉外精炼-连铸,得到连铸板坯,板坯的化学元素质量百分配比如表1所示;
(2a)加热:板坯再加热温度为1100~1250℃;
(3a)粗轧:终轧温度为≥940℃,中间坯厚≥50mm;
(4a)精轧:终轧温度为780~860℃;
(5a)卷取:卷取温度为500~560℃;
(6a)开平切板:待钢卷温度低于150℃,在开平机组对钢卷进行冷矫直开平处理,控制矫直过程中的应变量在1%~6%之间,并根据需要切分成所需的长度尺寸;
(7a)采用超声波对钢板进行探伤;
将钢板加工成焊管:
(1b)引弧板焊接:在钢板四个角部焊接引弧钢板用于焊接时引弧,以确保钢管焊接过程稳定,焊接质量良好;
(2b)铣边;
(3b)C成型:在弯边成型机上,将钢板的边部弯曲,确保O成型过程中板边的直边度最小;
(4b)U成型:在U成型机上,将预弯边的钢板一次压制成“U”型;
(5b)O成型:在O成型机上,将U成型后的钢板一次压制成“O”型,对于10mm≤壁厚≤14mm的焊管,控制O成型压缩率为0.16~0.20%,对于14mm<壁厚≤18mm的焊管,控制O成型压缩率为0.18~0.22%;
(6b)冲洗和烘干:将O成型的开缝钢管的内外表面用高压水冲洗以去除氧化铁皮、油脂、灰尘等污染,并在冲洗后立即进行烘干处理,烘干温度为100℃~300℃以防止再次锈蚀污染;
(7b)预焊:采用CO2或Ar+CO2保护焊对O成型后的开缝钢管进行连续预焊;
(8b)内焊:采用三丝埋弧焊工艺进行钢管内焊焊接,第一丝为直流反接,第二丝和第三丝为交流,对于10mm≤壁厚≤14mm的焊管,第一丝和第二丝电流为450~700A,电压为28~36V;第三丝电流为400~600A,电压为34~42V,对于14mm<壁厚≤18mm的焊管,第一丝和第二丝电流为600~950A,电压为28~40V;第三丝电流为500~700A,电压为34~42V,内焊焊接速度为1.3~1.9m/min,同时,还需要将内焊焊剂在250~450℃范围内进行烘干,烘干时间≥2小时;
(9b)外焊:采用三丝埋弧焊工艺进行钢管外焊焊接,第一丝为直流反接,第二丝和第三丝为交流,对于10mm≤壁厚≤14mm的焊管,第一丝电流为800~1000A,第二丝电流为500~700A,第一丝电压和第二丝电压均为30~42V,第三丝电流为400~600A、电压为36~44V;对于14mm<壁厚≤18mm的焊管,第一丝电流为850~1050A,第二丝电流为550~750A,第一丝和第二丝电压均为30~42V;第三丝电流为450~650A,电压为36~44V,外焊焊接速度也为1.3~1.9m/min,同时,还需要将外焊焊剂在250~450℃范围内进行烘干,烘干时间大于等于2小时;
(10b)焊缝超声探伤:采用超声探伤方法来检测焊后裂纹、分层、未焊透等焊缝缺陷;
(11b)焊缝X射线探伤:采用X射线探伤方法来检测焊后气泡、夹杂等点状焊缝缺陷;
(12b)扩径:对钢管全长进行扩径,以满足钢管的最终管型要求并提高钢管的尺寸精度,并改善钢管的内应力均匀分布状态,扩径率范围为0.7%~1.3%,其中,扩径率=(扩径后钢管外径-扩径前钢管外径)/扩径前钢管外径×100%;
(13b)焊缝超声探伤:采用超声探伤方法来检测扩径后裂纹、分层、未焊透等焊缝缺陷;
(14b)焊缝X射线检查:采用X射线探伤方法来检测扩径后气泡、夹杂等点状焊缝缺陷;
(15b)倒棱:对钢管两端进行平头+倒棱处理;
(16b)管端分层超声探伤:对倒棱后的钢管端部进行超声探伤检验以防止焊管出现分层缺陷;
(17b)管端磁粉探伤:对倒棱后的钢管端部进行磁粉探伤检验进一步地防止焊管出现分层缺陷;
(18b)上保护环:在管端安装保护环以确保焊管现场施工的对焊质量。
本案实施例1-6中UOE焊管制造方法的主要工艺参数详见表2和表3。
表1实施例1-6中的UOE焊管的各化学元素的质量百分配比
表1.(wt%,余量为Fe和其他不可避免的杂质)
序号 | C | Si | Mn | Ti | Cr+Mo | Cu | Ni | Al | Ca | Nb |
实施例1 | 0.060 | 0.20 | 0.80 | 0.008 | 0.06 | 0.20 | 0.14 | 0.025 | 0.0030 | 0.025 |
实施例2 | 0.088 | 0.15 | 0.62 | 0.005 | 0.04 | 0.10 | 0.11 | 0.022 | 0.0023 | 0.018 |
实施例3 | 0.056 | 0.29 | 0.95 | 0.012 | 0.09 | 0.26 | 0.13 | 0.037 | 0.0018 | 0.045 |
实施例4 | 0.095 | 0.32 | 0.55 | 0.010 | 0.03 | 0.05 | 0.18 | 0.029 | 0.0012 | 0.01 |
实施例5 | 0.074 | 0.22 | 0.73 | 0.014 | 0.08 | 0.18 | 0.09 | 0.035 | 0.0035 | 0.03 |
实施例6 | 0.065 | 0.13 | 0.82 | 0.007 | 0.05 | 0.13 | 0.08 | 0.033 | 0.0025 | 0.033 |
表2列出了本案实施例1-6中制造钢板的各步骤工艺参数。
表2.
加热温度(℃) | 中间坯厚(mm) | 粗轧终轧温度(℃) | 精轧终轧温度(℃) | 卷取温度(℃) | 矫直应变量(%) | |
实施例1 | 1220 | 52 | 1050 | 820 | 510 | 3 |
实施例2 | 1200 | 63 | 1020 | 810 | 555 | 4 |
实施例3 | 1170 | 55 | 1000 | 832 | 532 | 5.5 |
实施例4 | 1150 | 60 | 980 | 825 | 540 | 6 |
实施例5 | 1130 | 60 | 970 | 815 | 525 | 1 |
实施例6 | 1120 | 58 | 950 | 840 | 547 | 1.5 |
表3列出了本案实施例1-6中钢板制成焊管的各步骤工艺参数。
表3.
将实施例1-6中的UOE焊管进行测试,管体横向拉伸测试采用压平板状试样,冲击功测试采用全尺寸夏比冲击试样(10×10×55mm)、DWTT测试(落锤撕裂试样断裂性能测试)则采用全板厚试样。表4列出了本案实施例1-6中对应的UOE焊管经过测试后各项的力学性能参数和管型尺寸。
表4.
结合表2至表4可以得知,实施例1-6中的UOE焊管管口椭圆度≤0.6%D,其具有口径小,管壁薄、成型好的优点;管体横向屈服强度:410~520Mpa,管体横向抗拉强度:505~620Mpa,管体冲击功:-20℃下AKv≥330J,管体DWTT性能:-20℃下SA%≥88%,焊缝冲击功:-20℃下AKv≥64J,热影响区冲击功:-20℃下AKv≥246J。由此可见,该焊管具备良好的综合力学性能,尤其是具备较高的强度,以及优良的低温韧性和可焊接性;同时从表4中还可以看出,本技术方案制造的UOE焊管还具有优异的抗HIC和抗SSCC性能。
要注意的是,以上列举的仅为本发明的具体实施例,显然本发明不限于以上实施例,随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种UOE焊管的制造方法,其中UOE焊管的化学元素质量百分配比为:C0.055~0.100%,Si0.05~0.35%,Mn0.5~1.0%,Ti0.005~0.015%,Cr+Mo<0.1%,Cu0.05~0.30%,Ni0.05~0.20%,Al0.02~0.04%,Ca0.001~0.004%,Nb0.005~0.050%,余量为Fe和其他不可避免的杂质;所述制造方法包括制造钢板的步骤和将钢板加工成焊管的步骤,其中制造钢板的步骤包括:
(1a)冶炼和铸造;
(2a)加热;
(3a)粗轧;
(4a)精轧;
(5a)卷取;
(6a)开平切板:待钢卷温度低于150℃,在开平机组对钢卷进行冷矫直开平处理,控制矫直过程中的应变量在1%~6%之间;
将钢板加工成焊管的步骤包括:
(1b)将钢板经C成型和U成型后,进行O成型;
(2b)对O成型的开缝钢管进行预焊;
(3b)对O成型的开缝钢管进行内焊和外焊。
2.如权利要求1所述的UOE焊管的制造方法,其特征在于,步骤(3b)中内焊的焊接速度为1.3~1.9m/min。
3.如权利要求1所述的UOE焊管的制造方法,其特征在于,步骤(3b)中外焊的焊接速度为1.3~1.9m/min。
4.一种UOE焊管的制造方法,其中UOE焊管的化学元素质量百分配比为:C0.055~0.100%,Si0.05~0.35%,Mn0.5~1.0%,Ti0.005~0.015%,Cr+Mo<0.1%,Cu0.05~0.30%,Ni0.05~0.20%,Al0.02~0.04%,Ca0.001~0.004%,Nb0.005~0.050%,余量为Fe和其他不可避免的杂质;该UOE焊管的外径为508~610mm,壁厚为10.0~18.0mm;所述制造方法包括制造钢板的步骤和将钢板加工成焊管的步骤,其中制造钢板的步骤包括:
(1a)冶炼和铸造;
(2a)加热;
(3a)粗轧;
(4a)精轧;
(5a)卷取;
(6a)开平切板:待钢卷温度低于150℃,在开平机组对钢卷进行冷矫直开平处理,控制矫直过程中的应变量在1%~6%之间;
将钢板加工成焊管的步骤包括:
(1b)将钢板经C成型和U成型后,进行O成型:对于壁厚≤14mm的焊管,控制O成型压缩率为0.16~0.20%,对于壁厚>14mm的焊管,控制O成型压缩率为0.18~0.22%;
(2b)对O成型的开缝钢管进行预焊;
(3b)对O成型的开缝钢管进行内焊和外焊。
5.如权利要求4所述的UOE焊管的制造方法,其特征在于,在步骤(3b)中,内焊采用三丝埋弧焊工艺,其中第一丝为直流反接,第二丝和第三丝通交流电,第一丝和第二丝焊丝直径3.5~4.5mm,第三丝焊丝直径为3.0~3.5mm。
6.如权利要求5所述的UOE焊管的制造方法,其特征在于,对于壁厚≤14mm的焊管,第一丝和第二丝电流为450~700A,电压均为28~36V;第三丝电流为400~600A,第三丝电压为34~42V;对于壁厚>14mm的焊管,第一丝和第二丝电流为600~950A,电压均为28~40V;第三丝电流为500~700A,第三丝电压为34~42V。
7.如权利要求4所述的UOE焊管的制造方法,其特征在于,在步骤(3b)中,外焊采用三丝埋弧焊工艺,其中第一丝为直流反接,第二丝和第三丝通交流电,第一丝和第二丝焊丝直径3.5~4.5mm,第三丝焊丝直径为3.0~3.5mm。
8.如权利要求7所述的UOE焊管的制造方法,其特征在于,对于壁厚≤14mm的焊管,第一丝电流为800~1000A,第二丝电流为500~700A,第一丝电压和第二丝电压均为30~42V,第三丝电流为400~600A,第三丝电压为36~44V;对于壁厚>14mm的焊管,第一丝电流为850~1050A,第二丝电流为550~750A,第一丝和第二丝电压均为30~42V,第三丝电流为450~650A,第三丝电压为36~44V。
9.如权利要求4所述的UOE焊管的制造方法,其特征在于,步骤(3b)中内焊的焊接速度为1.3~1.9m/min。
10.如权利要求4所述的UOE焊管的制造方法,其特征在于,步骤(3b)中外焊的焊接速度为1.3~1.9m/min。
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