CN105643048A - 海洋平台用大直径长直缝埋弧焊桩管的制造技术 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋平台用大直径长直缝埋弧焊桩管的制造技术，包括支撑式卷制技术、纵缝内外多丝埋弧焊技术和环缝单面埋弧焊双面成型技术，采用支撑式卷制技术卷制成“O”型，采用纵缝内外多丝埋弧焊接技术进行纵缝焊接，采用环缝单面埋弧焊双面成型技术进行环缝对接，对接成所需求长度的桩管。本发明工序简单，提供了一种支撑式直径大于4.5米，长度大于60米的海洋平台用大直径长直缝埋弧焊桩管的制造技术，为海洋平台提供了一种可变载荷大、稳性储备足、结构形式优良、作业效率高、综合性能好的桩管，扩大了大直径长直缝埋弧焊钢管在海洋平台上的应用范围。

Description

海洋平台用大直径长直缝埋弧焊桩管的制造技术
技术领域
本发明涉及一种直径大于4.5米，长度大于60米的海洋平台用大直径长直缝埋弧焊桩管的制造技术，属于钢管制造加工技术领域。
背景技术
海洋平台是为在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物。随着世界各国的发展走向深海，海洋平台大量涌现，国内外海洋平台供应需求激增，各大钢厂都着力研究海洋平台板，作为主要桩基的海洋平台用桩管的需求也在激增。
桩管，即打桩用钢管，是用钢板或带钢经过卷曲成型后焊接制成的钢管，规格从φ219到φ2232，壁厚不同的打桩钢管，执行SY/T5037-2000，GB/T9711-2011标准和API5L标准等，广泛用于天然气、石油、化工、电力、热力、给排水、蒸汽供热、水电站用压力钢管、火力发电、水源等长距离输送管线及打桩、桥梁、钢结构等工程领域。
目前，随着对海洋平台及其装备的重视和加大投入，研究的任务是要研发出运动性能好、可变载荷大、稳性储备足、定位性能好、结构形式优良、装备水平高、作业效率高、综合性能好的海洋平台设计方案。与此同时，对桩管的直径要求越来越大，长度越来越长。国内郑州中远钢管公司生产的螺旋钢管直径可达3620mm，但显然已经无法满足发展的需求。
桩管主要制造技术分为螺旋埋弧焊接技术和直缝埋弧焊接技术，螺旋埋弧焊的优点是成本低，生产效率快。但是由于其与直缝埋弧焊钢管在质量上相比存在不足，在世界上已逐渐被直缝埋弧焊钢管所取代。大直径直缝埋弧焊桩管由于生产设备限制单节长度一般为3米左右，且目前焊接多为单丝埋弧焊，对于超长的桩管需生产后对接，效率较低、成本非常大，从而制约了行业的发展。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种支撑式、低成本、高效率的直径大于4.5米，长度大于60米的海洋平台用大直径长直缝埋弧焊桩管的制造技术，工序简单，制造的桩管可变载荷大、稳性储备足、结构形式优良、作业效率高、综合性能好，扩大了大直径长直缝埋弧焊钢管在海洋平台上的应用范围，也顺应了海洋平台发展的需求，促进了海洋平台和直缝埋弧焊钢管的共同发展。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种海洋平台用大直径长直缝埋弧焊桩管的制造技术，包括以下步骤：
(1)原料探伤：通过超声波无损探伤钢板；
(2)机械加工坡口：纵、环缝坡口加工；
(3)板边打磨；
(4)采用支撑式卷制技术将打磨后的钢板卷制成“O”型；
(5)纵缝焊接：采用纵缝内外多丝埋弧焊接技术进行纵缝焊接；
(6)校圆、超声波探伤、组对；
(7)环缝焊接：然后采用环缝单面埋弧焊双面成型技术进行环缝对接，对接成所需求长度的桩管；
(8)外观检查、喷标，入库。
步骤(4)中所述的支撑式卷制技术，是通过在三辊卷板机上，增加设计一种可升降的带轴承的悬臂，卷制过程中悬臂在桩管内壁随意旋转，已达到顶部支撑作用，保证大直径桩管卷制的椭圆度的要求。
步骤(5)中所述的纵缝内外焊多丝埋弧焊接技术，是采用带钝边的内外双面“Y”型坡口，与传统的单面“V”坡口比较焊材消耗降低百分之三十；采用内外三丝直缝埋弧焊接技术，与传统的半自动小车式单丝埋弧焊接技术相比，焊接速度提升2-3倍。
步骤(7)中所述的环缝单面埋弧焊双面成型技术，是采用单面“V”型坡口背面增加陶瓷衬垫，内焊采用三丝自动埋弧焊单面焊双面成型，增加生产效率，提高生产的安全性。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)传统的卷制技术在卷制直径4.5米以上的超大直径桩管时，由于径厚比较大，卷制过程中桩管会坍塌成“椭圆形”，从而导致卷制速度慢，容易侧翻，安全性能差且卷制完成后椭圆度达不到标准要求，本发明采用的支撑式卷制技术，其可升降的带轴承的悬臂可以在钢管内壁随意旋转以达到在顶部支撑的目的，降低了卷制的难度的同时，防止钢管侧翻，大大提高了卷制效率，降低安全隐患，也保证了大直径桩管的椭圆度，满足了客户外形尺寸要求。
(2)本发明的纵缝内外焊多丝埋弧焊接技术，采用带钝边的双面“Y”型坡口，不同于传统的单面“V”型坡口的，其焊丝熔敷量是传统坡口的百分之七十。采用的是内外焊三丝悬臂式自动焊接技术，与传统的小车式单丝埋弧焊焊接相比较：速度由0.5m/min提升到1.0m/min以上；焊接层道从多道焊变为双道焊和单道焊接；多道焊接由于层道间脱渣不完全容易产生夹渣等缺陷，单道焊接则质量高，缺陷率低。综上，采用内外多丝焊接焊接效率大幅提升，焊接质量也大幅提高。
(3)本发明的环缝单面焊双面成型技术，将传统的小车式单丝埋弧焊更换成悬臂式三丝埋弧焊接技术，采用单面“V”型坡口背面加陶瓷衬垫，单面焊双面成型技术。采用本发明环缝单面焊双面成型技术，解决了直径4.5米以上大直径桩管外环缝焊接人员操作不安全的问题，提高生产效率的同时提高工作效率的同时，降低了人力成本，降低劳动强度，提高了生产的安全性。
附图说明
图1为本发明的制造工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不仅限于这些实施例，在未脱离本发明宗旨的前提下，所作的任何改进均落在本发明的保护范围之内。
实施例1：
一种海洋平台用大直径长直缝埋弧焊桩管的制造技术，包括以下步骤：
(1)原料探伤：通过超声波无损探伤钢板；
(2)机械加工坡口：纵、环缝坡口加工；
(3)板边打磨；
(4)采用支撑式卷制技术将打磨后的钢板卷制成“O”型；所述的支撑式卷制技术，是通过在三辊卷板机上，增加设计一种可升降的带轴承的悬臂，卷制过程中悬臂在桩管内壁随意旋转，已达到顶部支撑作用，保证大直径桩管卷制的椭圆度的要求；
(5)纵缝焊接：采用纵缝内外多丝埋弧焊接技术进行纵缝焊接；所述的纵缝内外焊多丝埋弧焊接技术，是采用带钝边的内外双面“Y”型坡口，与传统的单面“V”坡口比较焊材消耗降低百分之三十；采用内外三丝直缝埋弧焊接技术，与传统的半自动小车式单丝埋弧焊接技术相比，焊接速度提升2-3倍；
(6)校圆、超声波探伤、组对；
(7)环缝焊接：然后采用环缝单面埋弧焊双面成型技术进行环缝对接，对接成所需求长度的桩管；所述的环缝单面埋弧焊双面成型技术，是采用单面“V”型坡口背面增加陶瓷衬垫，内焊采用三丝自动埋弧焊单面焊双面成型，增加生产效率，提高生产的安全性；
(8)外观检查、喷标，入库。
采用本发明的新型卷制技术、单面焊双面成型技术和多丝直缝埋弧技术，制造了一批规格为φ4900×36×61000mm的海洋平台用大直径长直缝埋弧焊钢管，制造过程中的参数和制造完成后的几何尺寸数据如表一、表二和表三所示。
表一海洋平台桩管纵缝三丝直缝埋弧焊焊接参数
表二海洋平台桩管环缝三丝直缝单面埋弧焊双面成型焊接参数
表三4900×36×61000mm海洋平台桩管几何尺寸参数

Claims (4)

1.一种海洋平台用大直径长直缝埋弧焊桩管的制造技术，其特征在于：包括以下步骤：
(1)原料探伤：通过超声波无损探伤钢板；
(2)机械加工坡口：纵、环缝坡口加工；
(3)板边打磨；
(4)采用支撑式卷制技术将打磨后的钢板卷制成“O”型；
(5)纵缝焊接：采用纵缝内外多丝埋弧焊接技术进行纵缝焊接；
(6)校圆、超声波探伤、组对；
(7)环缝焊接：然后采用环缝单面埋弧焊双面成型技术进行环缝对接，对接成所需求长度的桩管；
(8)外观检查、喷标，入库。
2.根据权利要求1所述的海洋平台用大直径长直缝埋弧焊桩管的制造技术，其特征在于：步骤(4)中所述的支撑式卷制技术，是通过在三辊卷板机上，增加设计一种可升降的带轴承的悬臂，卷制过程中悬臂在桩管内壁随意旋转，已达到顶部支撑作用，保证大直径桩管卷制的椭圆度的要求。
3.根据权利要求1所述海洋平台用大直径长直缝埋弧焊桩管的制造技术，其特征在于：步骤(5)中所述的纵缝内外焊多丝埋弧焊接技术，是采用带钝边的内外双面“Y”型坡口，采用内外三丝直缝埋弧焊接技术。
4.根据权利要求1所述海洋平台用大直径长直缝埋弧焊桩管的制造技术，其特征在于：步骤(7)中所述的环缝单面埋弧焊双面成型技术，是采用单面“V”型坡口背面增加陶瓷衬垫，内焊采用三丝自动埋弧焊单面焊双面成型。
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