CN105108452A - 一种1Cr海底管线钢管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种1Cr海底管线钢管的制造方法，包括以下步骤：原料检验、开卷对焊、活套储料、钢板铣边、钢管成型、钢管焊接、焊缝热处理、空冷水冷、钢管定径、钢管矫直、钢管切断和平头倒角。本发明适用于多种规格和钢级钢管的制造，采用本发明制造而成的钢管耐腐蚀性能强，同时具有良好的强度和焊接性能，适用于含CO2油气田的输送。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢管制造方法，尤其是涉及一种1Cr海底管线钢管的制造方法。
背景技术
CO2腐蚀长期以来一直是石油天然气工业面临的严重问题，不仅会影响安全生产还会造成巨大的经济损失。特别是对于我国海上油气开采，由于含CO2油田区块较多，且海上油气开发设计和作业难度大、安全保障要求高、管材维修和更换成本高，使得CO2腐蚀问题的危害性更加突出。王献昉等人研究发现提高基体中的Cr含量不仅可以明显降低均匀腐蚀速率，而且可以显著抑制局部腐蚀的发生。其原因是含Cr钢的CO2腐蚀产物膜容易修复，减小了局部腐蚀倾向；另外Cr(OH)3富集的腐蚀产物膜本身可以有效的防止局部腐蚀的发生。从20世纪90年代起，日本、阿根廷、奥钢联等陆续开始开发经济型低Cr管。阿根廷开发的1Cr油管配合缓蚀剂曾在墨西哥湾试用，效果良好。新日本制铁公司研制成功低Cr钢(含Cr量低于5％的合金钢)并对其进行实验室及现场腐蚀实验评估。并且随Cr含量的增加，平均腐蚀速率下降。目前世界上许多国家如阿根廷、日本、挪威等都在研制价格便宜、防腐效果好的低Cr钢。近年来，国内很多研究机构都在进行1Cr钢的研究，应用于油田的主要是用无缝管技术生产的套管。目前油田用管线钢管的Cr含量低于0.5％，耐腐蚀性能并不理想。1Cr钢的耐腐蚀性能及焊接性能较好，故研究1Cr海底管线钢管的制造技术具有广阔的市场应用前景。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种耐腐蚀，强度大，焊接性能好，适用于含CO2油气田的1Cr海底管线钢管的制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供1Cr海底管线钢管的制造方法，包括以下步骤：
(1)检验带钢卷；
(2)对检验后的带钢卷进行开卷、矫直并切头切尾，并将后一卷带钢的头部与前一卷带钢的尾部进行对焊；
(3)焊后的带钢进入超级活套，由活套向成型机组供料；
(4)带钢进入圆盘剪切边；
(5)切边后的带钢进入成型机成型为钢管胚；
(6)将成型后的钢管胚进入焊机机组进行焊接；
(7)对焊接后的钢管胚进行焊缝热处理；
(8)焊缝处理后的钢管胚进行空冷运输辊道空冷和水冷槽水冷；
(9)冷却后的钢管胚进行定径；
(10)定径后的钢管胚进行矫直；
(11)矫直后的钢管胚进入飞剪机进行定尺切管；
(12)对切成定尺长后的钢管胚进行平头倒角、水压检验、离线探伤、质量检验、管端加工等，即完成本发明海底管线用钢管的制备。
所述步骤(2)中的对焊，为采用CO2气体保护焊。
所述步骤(4)中，切边后带钢边部倒角为5°。
所述步骤(5)中，成型机成型为采用排辊式成型法中的下山成型法使带钢弯制成孔型。
所述步骤(6)中的焊接为采用高频电阻焊的焊接方式，频率为150KHz，最大焊接功率为1200KW。
所述步骤(7)中，焊缝热处理采用正火热处理工艺，并采用四架中频热处理机进行焊缝处理，所述处理机功率为500KW，频率为1000Hz。
所述步骤(8)中，空冷长度为60米，所述水冷长度为10米。
所述步骤(9)中，钢管胚定径为采用四架定径机进行定径。
所述步骤(10)中，钢管胚矫直为采用两架矫直机进行矫直。
本发明的有益效果是：
1、采用本发明方法制成的1Cr海底管线钢管比普通低碳钢抗局部及均匀腐蚀能力强；
2、本发明方法适用于Φ219-Φ610mm规格，X52-1Cr、X60-1Cr、X65-1Cr、X70-1Cr、X80-1Cr钢级钢管的制造，产品的各项理化性能指标满足标准要求，具有良好的抗局部腐蚀能力，同时具有良好的强度和焊接性能，适用于含CO2油气田的管线钢管。
附图说明
图1：本发明1Cr海底管线钢管制造方法的生产工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如附图1所示，一种1Cr海底管线钢管的制造方法，包括以下步骤：
(1)原料检验。对带钢卷进行检验，控制碳、铬及其它合金元素的含量。
(2)开卷对焊。首先将标有炉号、尺寸和重量的带钢卷运送到开卷机，并用液压缸升起带钢卷，使其与开卷机的锥头同心；其次，液压马达带动锥头夹住带钢卷，并使其对准机组中心，位于开卷机上部的传动压辊通过摩擦带动钢卷转动，使钢卷的带钢头处于刮板上部，并用刮板打开带钢头部；然后，带钢的头部被送进辊式矫直机进行矫直，矫直后的带钢在机械传动的下切式铡刀剪上切头切尾；最后，切头后的带钢在传动辊道上加速运行，保证带钢头部能在辊道的出口端追上前一卷带钢的尾部，待带钢头追上带钢尾以后，用CO2气体保护焊将两端钢板进行对焊。
(3)活套储料。对焊后的带钢进入超级活套。活套是连续生产必需的缓冲装置，当带钢经开卷、切头切尾和对焊后，由活套向成型机组供料，从而不致停止成型焊接作业。
(4)钢板铣边。带钢进入圆盘剪切边，使带钢达到精确的宽度，铣边后的带钢边部要有一定的角度，方便后续的焊接，本实施例中带钢铣边后边部倒角为5°。
(5)钢管成型。切边后的带钢进入成型机成型为钢管胚。成型方式主要是排辊式成型，其中粗成型机架四架，TBS三架，精成型三架。带钢经过粗成型被弯成U形；经过精成型后，带钢被弯成梨形。孔型系统采用下山成型法，下山成型法是一种尽量抑制带钢边缘和中部相对延伸的成型方法。通过依次降低下成型辊的辊面高度或者增加辅助装置的办法，使带钢从斜上方进入下一个成型机架，从而使带钢边缘的轨迹长度缩短，纵向的相对应变减小，以达到减小边缘伸长的目的。
(6)钢管焊接。将成型后的钢管胚进入焊机机组进行焊接。所述焊接采用高频电阻焊的焊接方式，频率为150KHz，最大焊接功率为1200KW；同时，用焊缝导向辊保证正确的焊接角度。为适应焊接速度的变化要求，输出功率可以对应调节。焊接时由于集肤效应和邻近效应，对焊两端钢管胚被加热到很高的温度，焊接热输入量充足，带钢边缘被加热到足够的温度，塑性变形易于进行，在挤压力作用下两边金属很容易结合在一起。而且焊缝内部夹杂在高温下有很好的流动性，易于清除。所述焊缝的内外毛刺用刨刀清除，所述刨刀的位置能在水平和垂直方向调整，具有与钢管外圆相适应的弧形刀刃。成型机组调整或者发生故障时，刨刀能迅速抬起，以防发生打刀。
(7)焊缝热处理。对焊接后的钢管胚进行焊缝热处理，所述焊缝热处理采用正火热处理工艺，并采用四架中频热处理机进行焊缝处理，该装置将焊缝加热到临界温度以上，该温度可以进行自动测量和记录；该装置的感应头可以调节方向，以适应焊缝在运行中可能产生偏移的情况；该装置的功率为500KW，频率为1000Hz。
(8)空冷水冷。焊缝处理后的钢管胚进入60米长的空冷运输辊道进行空冷，随后再经过10米长的水冷槽进行水冷。
(9)钢管定径。冷却后的钢管胚进入定径机进行定径。所述定径机由4个机架组成，分别由直流电机单独传动；所述定径机采用四辊式结构。同时，为了在定径的同时降低钢管的加工硬化程度，采用4-6mm的定径减径量。
(10)钢管矫直。定径后的钢管胚进入矫直机进行矫直。所述矫直机由2个机架组成，位于定径机之后。矫直的目的是为了消除纵向的不直度和横断面的椭圆度。
(11)钢管切断。矫直后的钢管胚进入飞剪机，在运动中将管子切成定尺长度；定尺长度采用数字控制；飞剪机的移动采用齿轮齿条传动。
(12)平头倒角。切成定尺长的钢管胚首先进行平头倒角、水压检验、离线探伤、质量检验、管端加工等，即完成本发明海底管线用钢管的制备。检验项目包括钢管内外表面、直度、尺寸精度等。
本发明方法适用于Φ219-Φ610mm规格，X52-1Cr、X60-1Cr、X65-1Cr、X70-1Cr、X80-1Cr钢级钢管的制造，各钢级的化学成分如下表所示：
Claims (9)
1.一种1Cr海底管线钢管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)检验带钢卷；
(2)对检验后的带钢卷进行开卷、矫直并切头切尾，并将后一卷带钢的头部与前一卷带钢的尾部进行对焊；
(3)焊后的带钢进入超级活套，由活套向成型机组供料；
(4)带钢进入圆盘剪切边；
(5)切边后的带钢进入成型机成型为钢管胚；
(6)将成型后的钢管胚进入焊机机组进行焊接；
(7)对焊接后的钢管胚进行焊缝热处理；
(8)焊缝处理后的钢管胚进行空冷运输辊道空冷和水冷槽水冷；
(9)冷却后的钢管胚进行定径；
(10)定径后的钢管胚进行矫直；
(11)矫直后的钢管胚进入飞剪机进行定尺切管；
(12)对切成定尺长后的钢管胚进行平头倒角、水压检验、离线探伤、质量检验、管端加工等，即完成本发明海底管线用钢管的制备。
2.根据权利要求1所述的1Cr海底管线钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)中的对焊，为采用CO2气体保护焊。
3.根据权利要求1所述的1Cr海底管线钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中，切边后带钢边部倒角为5°。
4.根据权利要求1所述的1Cr海底管线钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(5)中，成型机成型为采用排辊式成型法中的下山成型法使带钢弯制成孔型。
5.根据权利要求1所述的1Cr海底管线钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(6)中的焊接为采用高频电阻焊的焊接方式，频率为150KHz，最大焊接功率为1200KW。
6.根据权利要求1所述的1Cr海底管线钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(7)中，焊缝热处理采用正火热处理工艺，并采用四架中频热处理机进行焊缝处理，所述处理机功率为500KW，频率为1000Hz。
7.根据权利要求1所述的1Cr海底管线钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(8)中，空冷长度为60米，所述水冷长度为10米。
8.根据权利要求1所述的1Cr海底管线钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(9)中，钢管胚定径为采用四架定径机进行定径。
9.根据权利要求1所述的1Cr海底管线钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(10)中，钢管胚矫直为采用两架矫直机进行矫直。
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