我国直缝不锈钢焊接管生产工艺的现状及发展

 至德钢业向您介绍了目前直缝不锈钢焊接管生产工艺、直缝埋弧焊管新的用途及要求，分析了直缝不锈钢焊接管在新领域的使用及其对焊管的要求，并针对此要求提出了新的直缝不锈钢焊接管生产工艺。此工艺可确保焊管能满足新领域的使用要求。随着经济的深入发展，我国海底石油、天然气行业正高速发展并迈向更高的台阶，承载其主要输送介质的直缝埋弧焊管也在高速发展。目前，国内直缝不锈钢焊接管生产线（包括JCOE和UOE）已经达到26条，生产能力初显过剩，其生产线的建设基本为重复建设，随着能源的进一步开发，海底石油、天然气的来源趋向更广，容量更大，环境更恶劣，这就对输送管道的要求更加严格；另外，我国高铁、地铁、机场等的高速发展也给直缝埋弧焊管创造了新的用武之地。这就要求对目前的直缝焊管生产工艺进一步优化补充。

一、直缝不锈钢焊接管生产工艺现状

 过去几十年，直缝不锈钢焊接管由于其相对于高频焊管焊缝质量好，相对于螺旋焊管质量更有保证，作为陆上石油、天然气的输送载体得到了广泛的应用，我国西气东输干线、支线大量采用直缝埋弧焊管，城市管网建设更是青睐直缝埋弧焊管，其生产工艺及设备也趋向成熟。

 1. 原材料（钢板）入厂检验

  对于进厂后的钢板，首先核查其质量证明书是否与订货合同、验收标准相符，核查实物材质、规格、炉号、板号、重量、标志是否与合同、质量证明书一致；然后按批次对钢板的几何尺寸、外观质量、理化性能进行检验；最后根据入厂检验结果，将合格的钢板存放在合格原料存放区。

 2. 钢板上料检验

  钢板上料使用前需逐张进行几何尺寸、外观质量检验，并严格按照工艺文件的要求进行标记与记录。此时，合格钢板将进入生产线进行生产，不合格的钢板将被退回到不合格原料存放区。

 3. 钢板超声波检查

  对于上料使用的钢板，在铣边前逐张进行超声波探伤检验。采用多通道、直探头钢板超声波探伤仪器，对板头、板尾150mm和板侧边50mm进行100%覆盖扫查，探伤灵敏度可按相应技术条件和标准进行调整。

 4. 铣边

  为保证钢板的工作宽度，对钢板的两个边同时进行焊接坡口的加工。加工时保证钢板两边具有同样的坡口形状和尺寸，为确保焊接工序质量奠定良好的基础。

 5. 预弯边

  为更好地控制钢板成型后的圆度，按照钢管的曲率，对钢板的两个边同时进行弯曲，可为随后的成型、焊接和扩径等工序打下良好的基础。

  6. 成型

  采用多轴控制的智能化液压成型，将弯边后的钢板压制成O型管坯，确保钢板在压制过程中全长方向的平直度和送进步长均匀，从而保证管子的圆度和焊接边的平行度。

  7. 预焊

  对成型后开口的钢管进行预焊焊接。预焊方式采用焊缝全长连续预焊工艺，可实现无错边，确保预焊的质量，为内焊和外焊打下良好的基础。

  8. 内外焊

  对预焊后的不锈钢焊接管进行内、外精焊。采用多丝埋弧焊接方式，对钢管内外坡口进行填充，使焊接质量得到充分保证。

  9. 扩径前全焊缝超声波自动探伤及管端焊缝超声波探伤

  扩径前进行100%全焊缝超声波自动探伤和外焊焊缝外观的目视检查。采用多通道的斜探头和直探头探伤仪器，分别检测焊缝及热影响区的上部左右侧纵向缺陷、下部左右侧纵向缺陷、中部横向缺陷和热影响区分层缺陷。

 10. 扩径前全焊缝X射线探伤及内焊缝工业电视检查

   扩径前进行100%全焊缝X射线探伤，采用单壁单影法逐根对钢管进行检查，达到管端无盲区。

 11. 钢管补焊焊缝检查

   对所有直缝不锈钢焊接管补焊部位，100%进行超声波手动探伤检查和X射线拍片检查。

 12. 机械扩径

  采用步进递送、油缸行程位置控制的方式，对钢管的全长进行机械式扩径。在保证不锈钢焊接管内径精度的同时，对钢管全长进行矫直、整圆，提高钢管尺寸精度，有效改善钢管内应力的分布状态。

  13. 理化取样及管端焊缝磨削

  扩径后，按一定的批次进行不锈钢焊接管理化性能试验样品的提取，并送往理化实验室进行理化性能的各项试验。对取样后的钢管进行平头处理，同时对管端焊缝的余高进行自动磨削。

  14. 水压试验

  按顾客的要求和工艺文件规定试验压力和保压时间，100%对钢管进行静水压试验，自动采集水压试验数据并生成静水压试验曲线，作为质量记录保存。对水压试验后的钢管在检查台架上进行渗漏检查。

  15. 钢管管端倒棱

  按顾客的要求和工艺文件规定几何尺寸及精度，同时对直缝不锈钢焊接管的两个端面进行坡口加工，以满足钢管现场焊接的需要。

 16. 扩径后全焊缝超声波自动探伤及管端焊缝超声波探伤

  扩径后采用多通道探伤设备，针对扩径后容易出现的缺陷进行100%全焊缝超声波检查。分别检测焊缝的纵向缺陷、横向缺陷和焊缝两侧热影响区的分层缺陷。

  17. 磁粉探伤

  对管端200mm范围内的焊缝和管端坡口进行磁粉探伤。

  18. 扩径后X射线检查

  扩径后，采用灵敏度优于2%的X射线逐根对管端不小于300mm的焊缝区域进行拍片检查，再一次确认管端焊缝的质量。

  19. 钢管100%的外观几何尺寸和外观质量检查

  在以上检验项目全部合格、检验传票核对无误的前提下，对直缝不锈钢焊接管的外观几何尺寸和外观质量进行最终检查。合格后的钢管进入下一道工序，对于不合格的钢管，标记出其缺陷位置与范围并进行处理。同时，对合格钢管逐根进行称重、测长。

 20. 喷字和加装管端保护器

  按顾客的要求和工艺文件规定的内容，在钢管两端进行标识喷印，同时加装管端保护器，并捆扎钢管管体保护绳。

  21. 收库检查

  逐根核对不锈钢焊接管的标识内容、理化性能以及外观和几何尺寸等各种记录，为钢管进行最终的级别判定。

  22. 钢管的存储和发货检查

  按顾客的要求和钢管储运作业指导书规定的内容，对钢管进行堆放。钢管发运时，再一次逐根进行不锈钢焊接管外观质量检查，并结合订货合同核查拟发货钢管材质、规格、长度、重量等是否正确。

 23. 理化性能试验

  根据顾客要求可进行化学分析（直读光谱仪）、硬度、宏观微观检查及金相拍片、拉伸试验、弯曲试验、夏比冲击试验和DWTT试验等。

二、直缝不锈钢焊接管生产工艺流程

 随着社会、科技的发展，直缝不锈钢焊接管有了新的用途，同时对钢管有了新的要求，如特殊材质的应用、焊缝质量的提高、内焊缝对输送介质的影响的减小、钢管抗外部的耐压性的增强、钢管的整体直线度和椭圆度的提高等等。因此，在原有生产工艺的基础上增加一些新的工位以满足这些特殊要求。新的生产工艺在预焊后增加精焊前预热工序，在内焊后增加清根工序，在精焊后增加内焊缝全长打磨工序，在机械扩径前后增加机械缩径工序，如下页图1所示，图中花纹边框内容为新增加的工艺。新的生产工艺主要完成预热、清根、内焊缝打磨、机械缩径等工作。

 1. 预热

  对于特殊材料，根据焊接工艺要求需加热母材，从而保证焊接质量，因此在精焊前设置在线加热工位。具体加热措施可以采用火焰、高频等，根据厂家要求对环境、投资等进行配置。

 2. 清根

  为了保证外焊缝与内焊缝融合的质量，在内焊完成后增加清根工位，将预焊、内焊另一面不平整的地方清掉，从而保证外焊缝的均匀一致。

 3. 内焊缝打磨

  有些输送介质内焊缝余高对其输送效果影响较大，需要将埋弧内焊缝打磨到与母材齐平，因此在内外焊后增加内焊缝打磨工位。

 4. 机械缩径

  深海油气开采输送与陆上输送相比，对不锈钢焊接管的外部耐压性要求大大提高，建筑用结构管相对于输送管对钢管的全长直线度、椭圆度要求也大大提高。针对这些要求增加缩径工位，从钢管外部向圆心方向、径向压制，可增加金属的耐压性，还可以局部压下提高钢管的直线度、椭圆度。

三、结论

  直缝不锈钢焊接管新领域的发展及焊管新的生产工艺，确保了焊管能满足新领域的使用要求。目前，筹备直缝埋弧焊管生产线的项目正在按照新的生产工艺来布置，其产品方向就是主要针对新领域。