连续管管-管对接打底焊试验研究

打底焊对连续管管-管对接焊缝的内成型起着决定性作用,打底焊质量是整个焊缝成型及性能优劣的基础。对直径25.4~50.8 mm,壁厚在2.11~4.44 mm的连续管在其他参数不变的条件下,通过单参数变化,进行了焊接电流、坡口形式及壁厚尺寸对焊缝成型质量的影响规律进行试验研究。结果表明,当壁厚小于3.5 mm时,采用V形坡口焊接,可获得平整的内成型;对于壁厚大于3.5 mm的连续管打底焊时,采用V形坡口很难获得平整的内成型,需采用U形坡口。     

ERW焊管中V形口顶部自感公式推导与分析

高频直维电阻焊管生产中，高频电流通过成型后呈Ｖ形的管坯边缘，经过趋肤效应和临近效应将Ｖ形边缘加热到焊接温度。由于该电流受Ｖ形口处的自感、电阻等因素的影响，因此分析研究Ｖ形口顶部自感情况很有必要。本文通过对自感公式的分析，认为，该区域自感防管子壁厚增大而减小，随开口角变大而增大。就是说，越接近Ｖ形口顶部，电流密度越趋于一致，且分布宽度越大，此处加热要比别处容易；另外，被焊两边拐角处的加热程度与管子壁厚成正比。     

小直径厚壁焊管成型有限元仿真分析

利用非线性有限元仿真软件Msc．Marc对小直径厚壁焊管的辊弯成型工艺过程进行了模拟。分析了焊管壁厚的圆度误差分布,给出了外径不变与壁厚不变两种情况下误差的多项式方程;总结了成型后壁厚的变化规律,找出了壁厚变化的峰值点。提出了依据壁厚变化规律对轧辊原始外轮廓进行修正以减少壁厚误差的设想,为高精度焊管设计方法提供了新的理论依据,为小直径厚壁焊管的生产应用做出了有益的探索。     

大直径超薄壁螺旋焊管稳定成型技术研究

为了提高大直径超薄壁螺旋焊管管坯成型过程中的稳定性,提高钢管几何精度,降低管坯开缝、错边缺陷几率,对大直径超薄壁螺旋焊管成型难点进行了分析并提出了改进方法。通过设计安装在线内撑辊装置和错边压平装置来提升成型器对管坯管型的控制能力。方案实施后成功试制了Q345NS钢级Φ3 020 mm×12 mm大直径超薄壁螺旋埋弧焊管。应用结果表明,该优化改进方案可有效控制大直径超薄壁螺旋焊管的直径、椭圆度公差,降低管坯开缝引起的内焊烧穿缺陷和焊缝错边的几率,实现了大直径超薄壁螺旋焊管精确稳定成型的目的。     

厚壁螺旋埋弧焊管焊缝反弯试验断裂原因分析

为了探寻厚壁螺旋埋弧焊管焊缝反弯试验断裂的原因,对壁厚21.4 mm的螺旋埋弧焊管焊缝反弯试样断口进行了分析。结果表明,此次反弯试样的断裂主要原因是内焊部位纵向断续分布多处凝固裂纹,尺寸较大夹杂物也在一定程度上破坏了焊缝的韧性,加速了试样的断裂。可通过控制钢管成型角稳定性、保证钢带有效变形量以及调整焊缝形貌变宽变平的方式降低管坯成型残余应力和焊接应力,从而避免内焊凝固裂纹的产生;还可选用杂质含量低的优质碱性焊剂,保证对焊剂进行烘干以及杂质筛除等措施来避免焊缝产生尺寸较大的夹杂物,提升焊缝质量。     

油气输送用大直径厚壁埋弧焊管残余应力及控制研究

针对油气输送用大直径厚壁埋弧焊管的残余应力问题,采用盲孔法测试了螺旋焊管和直缝焊管的残余应力,归纳了焊管制造过程中残余应力的演变规律,探讨了钢管制造过程中不同工序下残余应力的分布及其影响因素和控制方法。研究结果显示,板材矫直和钢管成型后的残余应力保持在150～200 MPa,且螺旋成型略大于直缝成型,成型过程的压下量对残余应力的影响有限;钢管焊接是在成型应力的拘束环境下进行的,直接影响焊缝的横向变形与残余应力,使得残余应力峰值不在焊缝中心,而是靠近焊缝区,螺旋焊管和直缝焊管的该区域残余应力均最高;制管过程中后续的水压试验、喷砂和防锈涂敷等工序,使残余应力得到大幅度降低,且分布更加均匀,螺旋焊管和直缝焊管残余应力峰值均保持在200 MPa左右,直缝管更低一些。研究表明,可以通过适当提高水压试验压力和涂敷温度的方法调节焊管残余应力。     

大直径厚壁螺旋埋弧焊管钢带对接焊缝裂纹分析

针对输水及热力管线大直径厚壁螺旋埋弧焊管生产过程中,保留钢带对接焊缝出现的裂纹缺陷问题,结合钢带对接埋弧焊的工艺和设备特点,分析了裂纹产生的原因。分析指出,钢带对接焊缝裂纹主要是由于焊缝中低熔点夹杂物、焊缝熔池的拘束应力和热轧钢卷板材头尾部分未矫平、在合缝对焊时产生的变形应力以及剪切头尾断面存在超过70％的撕裂等现象的影响。最后提出了避免裂纹产生的措施。     

HFW焊管焊接质量主要影响因素分析

从原料、管坯边缘状况和焊接工艺3方面系统地分析了影响HFW焊管焊接质量的主要因素,指出焊接速度、焊接功率、V形角、挤压量等焊接工艺参数之间的相互影响关系。通过实例分析了焊接缺陷的形成原因,给出了提高焊管产品质量的办法,同时阐明了焊缝金属流线分析和化学成分分析对现场产生的重要指导意义。另外指出,阻抗器位置和感应线圈到焊接点的距离对焊管焊接质量也有一定的影响。     

半椭圆闭口孔型分析

提出半椭圆闭口孔型新概念和其内涵,分别从增大管坯变形量,控制管坯回弹,提高管坯边缘刚性和运行的稳定性以及实现闭口孔辊的共用性等四个方面论述了半椭圆闭口孔型辊的作用。指出半椭圆闭口孔型辊的成型思想是“半椭圆＋回弹量＝圆”,并且使这一思想公式化,数量化,为控制成型管坯的回弹提供了方式和方法,是成型高强度厚壁管的理想模具。     

HFW薄壁管成型W孔型再探讨

指出仅仅一道W孔型辊所产生的管坯边缘纵向延伸有时竟占整个成型段管坯边缘纵向延伸量的60%左右,而且其中绝大部分是塑性延伸,这对薄壁管成型极为有害。通过优化W孔型辊主要设计参数,可使出W孔型辊后的W形管坯边缘纵向延伸大幅减少;同时,通过在W孔型辊工作直径之外加设有效直径、适当增大轧辊底径以及在有效直径上选择恰当的钢带切入点、让钢带以切入角为β的角度进入W孔型辊等改进措施,进一步降低了W形管坯边缘的纵向延伸,并由此使得整个成型段管坯边缘纵向延伸量和延伸率显著降低。     

双金属复合管焊接技术分析

双金属复合管的焊接接头结构复杂,焊接难度较大。通过对双金属复合管端面处理工艺和对接焊接工艺分析,提出了端部堆焊工艺较端部封焊工艺易于焊接但不够经济的现状,指出对于薄壁小直径双金属复合管道的焊接宜采用合金焊丝对接焊工艺,而对于厚壁大直径双金属复合管道则宜采用过渡焊方法焊接。另外,还分析了当前的焊接评定标准,强调了制定适宜复合管的焊接工艺评定标准的必要性。     

冷凝器用铝合金复合高频焊管焊缝泄露原因分析及控制

为了进一步降低冷凝器用铝合金复合管的泄漏率,采用金相试验对冷凝器用铝合金复合高频焊管焊缝气孔泄漏、显微裂纹泄漏和氧化物夹杂泄漏3种形式进行了分析,并从生产角度对焊缝泄露的原因进行了论证。研究结果表明,铝管坯纵切面不规整、导向环啃食成型开口圆管筒内侧边缘及焊接工艺参数控制不当等是冷凝器集流管焊缝泄漏的主要原因。针对以上泄露原因,提出了铝带纵剪分条优化工艺、导向环优化设计和焊接工艺参数优化等解决方案。实践证明,解决方案显著降低了冷凝器集流管焊缝泄漏率。     

海底尾水排放用X65MO超厚壁螺旋埋弧焊管的开发

为开发适用于尾水排放并满足海底运行条件的螺旋埋弧焊管,通过化学分析、显微组织分析和力学性能试验等方法,开发出一种低C及Mn-Cr-Mo-Nb系合金体系、多边形铁素体+粒状贝氏体+少量珠光体组织特征的X65MO材质、25.4 mm超厚壁热轧卷板。同时,通过径厚比、板宽、成型角对成型质量的影响规律和焊接线能量对焊缝质量的影响规律进行分析研究,确定出小径厚比、超厚壁Φ1 219 mm×25.4 mm钢管的成型参数和焊接参数,获得了低残余应力和高焊接质量的钢管,并且对试制的螺旋埋弧焊管的理化性能进行了检测。结果显示,钢管母材屈服强度为475～560 MPa,抗拉强度为570～635 MPa,焊缝抗拉强度为590～690 MPa;-10 ℃下的母材、焊缝和热影响区夏比冲击功平均值分别达到427 J、207 J和215 J,0 ℃下DWTT剪切面积平均值为98%;母材、焊缝和热影响区硬度最大值为241HV10。研究表明,试制的海底尾水排放用X65MO钢级Φ1 219 mm×25.4 mm超厚壁螺旋埋弧焊管具有良好的力学性能,可满足API SPEC 5L（46版）标准和工程技术条件要求。     

X70M大壁厚螺旋埋弧焊管丁字焊缝工艺性能研究

X70M大壁厚螺旋埋弧焊管丁字焊缝焊接接头强度过高,经过成型器反变形易产生层状撕裂,焊缝热影响区温度过高易使焊缝组织产生脆化现象,为了确保X70M大壁厚螺旋埋弧焊管丁字焊缝焊接接头的各项性能指标,采用H08D焊丝与SJ101G焊剂匹配进行工艺试验,焊接过程中严格控制层间温度、减小焊接热输入及焊后热处理形式,通过试验得出了合理的焊接工艺。试验结果表明,按该工艺所焊试件的各项性能指标均达到API SPEC 5L PSL2标准及客户技术条件,采用此工艺已成功地生产了数万吨尼日利亚输油管线用管,效果良好。     

厚壁大直径管窄间隙TIG自动焊技术

针对厚壁大径管氩电联合焊的缺点,开发了窄间隙脉冲TIG自动焊工艺,解决了厚壁大直径管窄间隙TIG焊中焊缝侧壁熔透、坡口设计等难点,通过研究厚壁管窄间隙焊接焊缝侧壁熔透技术,开发厚壁大直径管窄间隙TIG焊组合坡口,设计焊接该种坡口厚壁管的特定范围的焊接工艺参数,并在焊接实例中进一步验证了该工艺技术的可靠性,成功解决了厚壁...     

国产X80大直径厚壁螺旋埋弧焊管开发

为了进一步降低管道建设成本,采用低C、低Mn和Mo-Cr-Ni-Nb-V-Ti合金设计,开发出了以针状铁素体为主的X80级22 mm/21.4 mm厚壁热轧卷板;通过制管工艺优化和控制,开发出了X80级Φ1 219 mm×22 mm和X80级Φ1 422 mm×21.4 mm国产大直径、厚壁螺旋缝埋弧焊管。产品性能检测结果表明,管体屈服强度、抗拉强度、焊接接头拉伸强度以及管母、焊缝、HAZ冲击韧性、DWTT等指标均达到或超过西气东输三线和中俄东线技术条件要求和API 5L标准要求;钢管静水压爆破试验起爆点位于母材,爆破口呈100%韧断;环切法测得环向弹复量为-55~-220 mm,盲孔法测得环向残余应力为-179~264 MPa,与同规格、同钢级直缝管相当,具有较低的残余应力。产品经国家油气管材质量监督检验中心检测,并经管道局环焊试验,符合管道工程技术条件和API5L及相关标准要求。产品千吨级试制表明,国内具备工业化批量生产能力。     

X80级Φ1422 mm×21.4 mm大直径厚壁焊管的研发及性能研究

为了实现大直径厚壁焊管的国产化,宝鸡石油钢管有限责任公司联合太钢、首钢、沙钢等多家钢厂经过多轮单炉试制和多轮千吨级试制,成功开发出了国产X80级Φ1 422 mm×21.4 mm大直径厚壁螺旋/直缝埋弧焊管,并进行了多项性能检测。结果表明,螺旋焊管管体屈服强度574~681 MPa,抗拉强度653~759 MPa,-10℃冲击功平均值373 J;直缝焊管管体屈服强度564~627 MPa,抗拉强度641~694 MPa,-10℃冲击功平均值460 J;螺旋/直缝焊管-5℃下DWTT剪切面积平均值96%。各项性能指标均达到中俄东线X80级Φ1 422 mm×21.4 mm钢管的技术要求,说明我国已经具备了工业化批量生产大直径厚壁焊管的能力。     

下向焊大直径管对接焊缝的X射线探伤

为了提高下向焊大直径管的焊接质量,针对下向焊大直径管的焊接工艺特点,选择适当的射线透照工艺和技术参数,对下向焊大直径管对接焊缝进行100% X射线探伤,并通过射线拍片有效地发现了焊缝中存在的缺陷.通过对生成缺陷的类型、位置以及产生原因的分析,提醒焊接人员在操作过程中应严格遵守焊接工艺,尽量避免缺陷的出现,保证焊接质量....     

HFW厚壁钢管生产线对头焊接设备的改造

为了解决HFW厚壁钢管生产过程中卷板对头焊接处容易出现开裂断开的问题,分析了HFW钢管生产线剪切对焊的要求,以及CO2气体保护焊在卷板对头焊中的应用现状,采用双丝埋弧焊接工艺对HFW钢管生产线对头焊接设备进行了改造。结果表明,改造后的焊接设备完成一个对头焊的时间减少了约20 min,焊缝抗拉强度达到600 MPa,弯曲至180°焊缝无明显开裂。改造后设备的焊接效率和焊接质量得到提高,能够满足厚壁高钢级HFW钢管的生产要求。