鋼管制造技術(shù)的最新進(jìn)展(一)

  各加工工序制造技術(shù)的進(jìn)步

  坡口加工中厚壁鋼管可以高效率切削,兩臺(tái)UOE鋼管軋機(jī)從刨邊式變?yōu)殂娺吺健T诟邚?qiáng)度鋼管和厚壁鋼管制造中,C形壓力機(jī)對(duì)提高橢圓度起到重要作用。日本國(guó)內(nèi)也有增強(qiáng)C形壓力機(jī)能力的軋機(jī)。

  U、O形壓力機(jī)的方式和能力沒有變化,新日鐵君津廠進(jìn)行高強(qiáng)度鋼管制造工程改造,進(jìn)一步提高了成形精度和橢圓度。也有運(yùn)用FEA優(yōu)化高強(qiáng)度鋼管和超厚壁鋼管成形條件的報(bào)告。也有為了預(yù)測(cè)壓潰壓力,為了預(yù)測(cè)制管后的力學(xué)性能、殘余應(yīng)力和形狀,運(yùn)用FEA的例子。U形壓力機(jī)的滑塊式和側(cè)氣缸式比較,側(cè)氣缸式的成形范圍大,無論是厚壁還是薄壁的成形能力都良好。連桿式處于這些之間。

  開發(fā)了可以高質(zhì)量化、高速化進(jìn)行定位焊接的焊接技術(shù)、焊接裝置及焊接材料,從間歇定位轉(zhuǎn)向連續(xù)定位,有定位線從二條集約到一條的鋼管軋機(jī),這樣有助于高效率操作和省力化。UOE鋼管內(nèi)外面用一道SAW制造,為了提高生產(chǎn)率實(shí)現(xiàn)多電極化,內(nèi)面焊接3-4個(gè)電極;外面焊接4個(gè)電極是主流。

  即使是相同的設(shè)備,由于各電極的電流配備、焊劑的改良,提高了焊接速度,于是減少了焊接線的數(shù)量。此外,還實(shí)施自動(dòng)化節(jié)省了人力。為制造高強(qiáng)度鋼管和超厚壁鋼管,要求擴(kuò)管工序有強(qiáng)力的擴(kuò)管器,也有引進(jìn)高能力擴(kuò)管器的軋機(jī)。

  管縫焊接材料

  管縫焊接的接頭強(qiáng)度必須是母材強(qiáng)度同等以上,隨著鋼管的高強(qiáng)度化,要求高強(qiáng)度的焊接金屬。越增加合金量,焊接金屬的強(qiáng)度也越高,與Pcm值有良好的相關(guān)性。一般情況下,隨著高強(qiáng)度化,韌性降低,抗拉強(qiáng)度從1000MPa以上韌性快速下降。1000MPa的組織是上貝氏體;1150MPa是條狀馬氏體主體的組織,可見組織形態(tài)的影響之大。X65級(jí)的焊接金屬?gòu)V泛使用由焊劑添加B,抑制焊接金屬的晶間鐵素體生成,提高低溫韌性技術(shù)。抗拉強(qiáng)度800MPa以下時(shí),使用了添加B焊劑的30ppm B的焊接金屬抑制晶間鐵素體,比B<15ppm的低B焊接金屬韌性高。但是,抗拉強(qiáng)度800MPa以上,反而是低B韌性高。這說明低B焊接金屬組織在1000MPa含有針狀馬氏體。此外,為了達(dá)到高強(qiáng)度、高韌性,添加Ni是有效的方法,如果Ni含量達(dá)到3%以上高溫裂紋敏感性提高。

  自動(dòng)化

  鋼管直徑、壁厚、橢圓度等自動(dòng)尺寸測(cè)定有了進(jìn)步。鋼管坡口、焊道形狀的測(cè)定、自動(dòng)標(biāo)記技術(shù)、利用圖像識(shí)別的部件跟蹤技術(shù)獲得發(fā)展,可以對(duì)每根鋼管從上游工序直到出庫(kù)進(jìn)行全過程數(shù)據(jù)管理。近年來,與客戶在網(wǎng)上電子化的數(shù)據(jù)共享,可以時(shí)時(shí)掌握制管的進(jìn)展、出庫(kù)試驗(yàn)結(jié)果等。

  JCOE鋼管制造技術(shù)的進(jìn)步

  LSAW大口徑鋼管的制造方法以UOE法為主,直徑和壁厚超過UOE制造范圍時(shí),用三輥彎曲法和壓力彎曲法制造。20世紀(jì)90年代中期以德國(guó)、印度、俄羅斯和中國(guó)為中心建設(shè)了JCOE法的大口徑鋼管廠,是與UOE法詳細(xì)比較的時(shí)期。

  JCOE鋼管的制造工序

  JCOE法是德國(guó)SMS Meer公司開發(fā)的。其工序是:①軋邊;②預(yù)彎邊;③采用壓力機(jī)彎曲一端彎曲成J形狀,另一端同樣成J形,成形為C形,最后成形為管縫打開的O形;④管縫焊接;⑤擴(kuò)管。與UOE法比較,UO部分置換為③壓力機(jī)彎曲。最大可制造范圍是直徑60in.,長(zhǎng)度18m,使用普通工具鋼管壁厚是40mm,使用特殊工具最大可達(dá)到65mm。40mm壁厚時(shí),12.2m長(zhǎng)度的壓力機(jī)負(fù)荷是65MN,18.3m長(zhǎng)度的壓力機(jī)負(fù)荷是100MN。

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