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检测技术与成果
焊管技术发展的方向
来源:聊城市质量技术监督局     发布时间:2016-8-18

目前焊管有三种管型:高频直缝焊管(HFW,螺旋埋弧焊管(HSAW)和直缝埋弧焊管(LSAW),他们有各自的优势。焊管技术发展的方向在于发挥焊管三种管型各自的优势,优势互补。

 

1高频直缝焊管(HFW
     高频直缝焊管(HFW)的优势在于焊后有热处理工序,消除焊缝及热影响区的残余应力,细化晶粒,强化机械性能,要充分利用和扩展这一优势,可以提升产品质量和开发新产品。如宝钢HFW610机组,浙江中海油金洲石油钢管HFW630机组,武钢武汉江北HFW660机组,渤海装备大港油田新世纪HFW245机组和中石油宝鸡石油钢管SEW机组开发高品质石油专用管,海洋管线,油套管和矿桨管线管等都说明了这个趋势。

     HFW机组来说,直径越大就越受到带钢原料卷重及壁厚的限制,储料设备受到螺旋活套的限制,所以,国外以Φ600系列机组,实行“卷对卷”方式生产,如日本。另外,HFW机组线速度较高(≥16m/分),而埋弧焊管速度一般≤3 m/分,互不匹配。HFWSAW(埋弧焊)延伸的设想有较大难度。某HFW600机组曾经也想包容SAW(埋弧焊)工艺,作了许多方案,但在工艺,设备上困难很多,终于放弃了。有文献对此阐述,认为这样做没有必要。

     HFW机组目前技术创新范畴等多限于石油专用管、冷弯型钢产品;此外,还应向汽车、家电、化工、锅炉、机械等行业的精密管方向发展,以及在建筑、轻纺、农业等普通用管系列,向多元化、精品化方向发展。

 

2螺旋埋弧焊管(HSAW

     螺旋焊管的优势对于一般企业而言,在于适应于中等及以下壁厚(<20mm),大直径(1m3m)和中等钢级(≤X70)的制造。它的局限性由于螺旋线环绕在圆管上,焊缝处于曲面位置,因而焊接较难,提高焊速不易,残余应力较大。因而,提高钢级(>X80)及提高壁厚(>20mm)有困难,当壁厚较大(例如25mm,受到板卷重量的限制,虽然可以制造,但成材率很低。

国外为了克服螺旋焊管的局限,采取了一些措施:在消除残余应力方面,俄罗斯采用全管体热处理方式,加拿大采用全管体机械扩径方式;在克服成型过程受到埋弧焊速度低的限制问题上,采用二步法,即预精焊法,就是采取34条精焊线来适应成型预焊速度的提高。所以,预精焊法(二步法)其结果主要是可以提高螺旋埋弧机组的产能(产量),当然,改善了成型和焊接的条件对提高成型和焊接的质量有帮助。国外也不是凡招标都要求二步法,俄罗斯和中亚诸国等就没有这个要求,因为二步法与一步法其生产的钢管实物质量,只要符合标准就都合格,没有什么差异。西气东输二线、三线所用螺旋埋弧焊管都是用一步法生产的。

关于二步法,有几个热点话题:一是必须要成型稳定,为精焊跟踪创造好条件,二是要求精料,板带几何形状尺寸要较精确;三是成型设备的技术性能跟得上高速度的要求,尤其是铣边机(最好有二道铣边——粗铣和精铣)是一个瓶颈。四是全套引进国外的先进预精焊生产线,投资约5亿人民币。因此,一般的螺旋埋弧焊管企业,如果没有在短期内限时有大量的急需求的订单,正常情况下可以适应市场需求的节奏,就不要盲目上二步法。五是已经上了二步法的企业,要消化引进技术,正确掌握其操作规范,并尽可能备品备件(尤其是铣刀)国产化,努力降本增效,开拓国内外市场。

 

3直缝埋弧焊管(LSAW

     直缝埋弧焊管(LSAW)与螺旋埋弧焊管(SSAW)同属埋弧焊(SAW),但直缝埋弧焊管(LSAW)是用单张钢板做原料,其优势在于:钢板厚度可达50㎜以上,而且不存在月牙弯;由于是直缝,成型较方便,也易于焊缝跟踪,因而适宜于二步法即预精焊法生产;并有全管体机械扩径工序,基本上可消除残应力。以上优势使直缝埋弧焊管可以做大直径(最大可以达到Φ1422㎜)、厚壁管(50㎜)、高钢级(x80/x100/x120,应用于二、三、四类地区及海洋工程和大型结构管等。直缝埋弧焊管(LSAW)与高频直缝焊管(HFW)同属直缝焊管,但高频焊管可以做中、小型焊管(Φ≤400㎜),而且有中频热处理工序,当在直径、壁厚与钢级相同时,高频焊管更具有优越性,例如国外矿浆输送管往往是用高频焊管(HFW)。

     直缝埋弧焊管在陆地上长输管线应用中有明显的优势。例如我国西气东输Φ1219㎜,x80钢级输气压力12mpa用螺旋埋弧焊管其壁厚18㎜;当Φ1422㎜,x100,输气压力12mpa时,螺旋埋弧焊管其壁厚15㎜,而直缝埋弧焊管则在壁厚上可以达到30㎜以上。直缝埋弧焊管在海洋工程中应用也很广泛。不过,直缝埋弧焊管要借鉴高频直缝焊管对焊缝(包括热影响区)热处理工艺,在工序上要增设热处理设备。

     目前我国直缝埋弧焊管开发x100钢级仍处于试制阶段,除了原料热轧板的质量有待提升外,直缝埋弧焊管制管技术也要深入研究,其中一个方面,便是应当增设热处理设备,对焊缝区乃至全管热处理,以提高LSAW焊管的机械性能。这方面,可以参考无缝钢管的精整工序。

华菱集团钢管公司开发x100,规格为Ф324mm×64mmФ273mm×19mm自升式海洋平台桩腿支撑用无缝钢管成功,通过了美国船级社的性能检测,并获ABS(美国船级社)认证证书,即将投入批量生产。

      目前我国大型钢铁企业在热轧板卷生产上,主要精力开发汽车用高档汽轧薄板,也应将开发x100钢级的钢板列入攻关项目,以配合直缝埋弧焊管攻克海洋工程用高档钢管。

      生产直缝埋弧焊管的机型主要有两种:UOE型,JCOE型。但高档次的装备不多,随着十二五油气输送管线建设的高潮,到2020年陆上输气管线的布局大体完成,我国油气输送管线的建设将由螺旋埋弧焊管为主的技术路线转移到以直缝埋弧焊管为主的技术路线,从陆上油气管线建设过渡到海洋工程建设,将对直缝埋弧焊管的发展提出更高的要求。

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