• 國外大口徑直縫埋弧焊管技術(shù)的發(fā)展

    發(fā)布日期:2019-09-30

    一、UOE制管工藝的創(chuàng)立和發(fā)展
      UOE制管工藝的發(fā)展經(jīng)歷了以下階段。
      (1)創(chuàng)建期
      1951年美國鋼鐵公司首先使用UOE制管工藝,第1套機組的生產(chǎn)能力為年產(chǎn)外徑609.6~914.4mm(24~36in)的UOE鋼管10萬t。初期UOE機組的特點是:①板邊加工采用氣割或刨邊;②無預彎邊機或采用輥式預彎邊機;O形壓力機噸位小,一般在240MN(2.4萬t)以下;④無預焊或采用固定式斷續(xù)預焊;⑤采用水壓式擴徑機;⑥機組能力大致為:外徑1016mm(40in)、壁厚19.1mm(3/4in)、鋼級X52。
      由于油氣管線的口徑和工作壓力的提高,直縫鋼管的壁厚和鋼級增加,輸氣管線的工作壓力已達10MPa以上,鋼級達到API X70以上,外徑達到1420mm,壁厚超過25.4mm。初期UOE機組的能力已明顯不足。
      (2)普及期
      隨著輸氣管線工作壓力和鋼級的提高,對鋼管質(zhì)量的要求也越來越高,初期UOE機組的工藝和設(shè)備也在不斷改進,由此了以UOE工藝為代表的直縫埋弧制管工藝和裝備的發(fā)展。主要表現(xiàn)為:①機組能力的提高,0形壓力機的生產(chǎn)能力達4~6萬t,可生產(chǎn)外徑1420mm,壁厚25.4mm以上、長度12~18m的鋼管,鋼級達到X70以上;②采用銑邊機取代刨邊機;③采用壓力機式預彎邊機取代輥式預彎邊機;④采用連續(xù)式預焊機取代固定斷續(xù)式預焊機;⑤內(nèi)外焊機由單絲、雙絲發(fā)展到四絲、五絲,并采用了的焊縫跟隨技術(shù);⑥采用機械式擴徑機取代水壓式擴徑機;⑦采用的無損探傷技術(shù)進行全板超聲波探傷,對焊縫進行超聲波和X射線探傷。
      以上技術(shù)和裝備的采用,使UOE鋼管的。
      (3)發(fā)展期
      UOE工藝在1968~1976年很大發(fā)展,初期的UOE機組先是進行局部改造,但很快就又趕不上形勢的發(fā)展而被拋棄,一批新的UOE機組紛紛投產(chǎn)。在美國、西德、日本、意大利、英國、法國和加拿大等西方主要工業(yè),UOE制管工藝被廣泛應用。UOE鋼管也成為西方許多油氣公司所選的長輸管線用管。
      二、其他直縫埋弧制管工藝的產(chǎn)生
      UOE機組的特點是能力大、,適合單一規(guī)格大批量生產(chǎn)。但是其投資過高,一般發(fā)展中很難承受;同時,這種工藝的保本點較高,在生產(chǎn)小批量多規(guī)格的直縫焊管時,效益就大打折扣。因此,自1976年后,全世界的UOE機組建設(shè)就處于停頓狀態(tài)。人們轉(zhuǎn)而其他投資較小的成型方式,產(chǎn)生了許多種不采用UO成型的直縫埋弧制管工藝,如RB法、CFE法和JCO法。
      (1)RB法
      這是一種古老的成型工藝,采用三輥彎板機對鋼板進行彎曲成型,在制作較短(6~9m)的鋼管時該工藝成熟。但是在制造長12m的鋼管時,處于鋼管內(nèi)部的頂輥彎曲會造成成型困難。新型的RB工藝采用對頂輥施加外力補償?shù)募夹g(shù)解決了這一難題。這種成型方式生產(chǎn)效率較高,設(shè)備造價比UO成型低,在生產(chǎn)普通流體輸送鋼管時可以省去擴徑工序,是一種經(jīng)濟的制造方法,因此了廣泛的應用。但是這種方法對頂輥的補償只是近似的,成型后的管坯開口不均勻,需要經(jīng)后彎機修正。但是,后彎機對厚板的彎曲效果較差。因此在制造厚壁鋼管,特別是小口徑厚壁鋼管時,RB工藝的應用受到了限制。
      (2)CFE法
      CFE(排輥)成型法在采用帶鋼卷制造中小口徑(φ610mm以下)高頻電焊鋼管時是的。但是在制造大口徑鋼管時無法足夠?qū)挾鹊膸т摼怼2捎娩摪鍞嗬m(xù)生產(chǎn)時對管坯頭尾的成型質(zhì)量有影響,若將鋼板連接起來,成型后又要切斷,使工作量增加;鋼管成型后需要清洗和烘干才能進行埋弧焊接。在生產(chǎn)厚壁鋼管時,也存在與輥式預彎邊和后彎邊類似的問題。因此也不適合大口徑厚壁埋弧焊接鋼管的生產(chǎn)。
      (3)JCO法
      老式的JCO成型法是采用2~3臺壓力機將鋼板分三步(J-C-O)彎曲成型。該法使O成型機的噸位有所減小,但仍顯太大。德國SMS Meer公司近的漸進式JCO成型技術(shù),則是在1臺30~50MN(3000~5000t)的20軸數(shù)控壓力機上經(jīng)多步彎曲實現(xiàn)J-C-O成型,它可使成型壓力機的噸位和模具數(shù)量減小10余倍,設(shè)備和工具投資大幅度降低。這種成型工藝的優(yōu)點是生產(chǎn)方式靈活,既可生產(chǎn)大批量的產(chǎn)品,也可制造小批量的產(chǎn)品;既可生產(chǎn)大口徑厚壁鋼管,也可生產(chǎn)小口徑(φ406mm)厚壁鋼管;年產(chǎn)量可達10~25萬t。這種成型方式對中等規(guī)模的企業(yè)是適合的,在德國、日本、印度和印度尼西亞已獲得應用。尤其在印度的機組已生產(chǎn)出的輸氣用管。