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    國外直縫不銹鋼焊管工藝與質量現狀

    來源:至德鋼業 日期:2020-06-12 03:38:55 人氣:868

    從生產檢驗工藝人員配置、設備自動化程度以及實物質量狀況等方面列舉了國外某先進制管企業直縫埋弧焊接鋼管的生產檢驗現狀,并與國內先進制管企業進行對比。結果表明,我國現有鋼管生產檢驗水平與國際先進水平存在一定差距,主要表現在裝備水平、自動化程度、實物質量穩定性、生產管理、質量控制等方面。

    直縫埋弧不銹鋼焊管longitudinalsubmergedarcweldedpipe),又稱直縫雙面埋弧焊接鋼管,是以單張鋼板為原料,經過UOE、JCOE或者HME等工藝成型后,采用雙面埋弧焊接方式焊接,并經擴徑后生產的鋼管。其產品規格范圍較廣,焊縫的韌性、塑性、均勻性和致密性較好,具有管徑大、管壁厚、耐高壓、耐低溫以及抗腐蝕性強等優點。適用于大型油氣輸送管道中穿越高寒地帶、海底、橋梁、軌道、河床、坡道以及城市人口稠密區地方等重要路段。長輸天然氣管線在一類地區和部分二類地區使用螺旋埋弧不銹鋼焊管,、、四類地區使用直縫埋弧不銹鋼焊管。直縫埋弧不銹鋼焊管用途較廣泛,具有廣闊的發展前景。

    本研究旨在介紹國外直縫埋弧焊接鋼管生產和檢驗現狀及其實物質量水平,以便同行認識和了解我國現有制管水平同國外先進水品存在的差距與不足,以提高我國直縫埋弧焊接鋼管制造裝備水平,改善工藝條件和提高整體實物質量等。

    1人員與設備

    1.1人員配置

    國內外直縫埋弧不銹鋼焊管生產線關鍵崗位人員配置見表1。可以看出國內外直縫埋弧不銹鋼焊管生產線人力資源配比方面的差異。

    1.2設備自動化程度

    生產檢驗流程為鋼板UT引弧板熄弧板焊接銑邊預彎U成型O成型高壓水洗烘干預焊內焊外焊自動UT機械擴徑水壓自動UTRT平端面消磁自動尺寸測量人工檢查自動噴標裝運。國外生產線有效地利用了計算機,使生產線成為一個由計算機控制生產檢驗的網絡系統,每個崗位配有計算機終端,由操作員輸入和計算機自動錄入崗位操作信息,減少了人為影響因素,提高了生產效率,減輕了人工工作強度和工作量。

    1.2.1引弧板、熄弧板焊接

    2個焊接機器臂自動完成引弧板、熄弧板的運輸、對中、焊接等工序。

    1.2.2機械擴徑

    機械擴徑由2套擴徑機組同時進行步進式機械擴徑,如圖1所示。每套機組每次擴L/2長度鋼管,這比一套機組擴整根鋼管縮短一半時間,從而減少了鋼管在擴徑工序的停留時間,效率是一套常規設備的2。

    1.2.3水壓后自動探傷

    水壓后探傷為全自動運行,自動識別鋼管管號,自動UT檢驗,自動報警,標記缺陷信號,自動記錄UT檢測曲線。

    1.2.4自動尺寸測量

    鋼管尺寸測量也實現了自動化。管端兩側配置2套管端尺寸自動測量裝置,測量范圍包括管端4個方向距離焊縫0°,90°,180°270°的壁厚、管端內徑、管端外徑、管端橢圓度,能夠完成自動測量、記錄和報告等功能。鋼管長度和實際質量有一套專門的自動測量設備,精確測量和存儲鋼管長度與質量。

    1.2.5自動噴標

    根據網絡系統,將鋼管各類信息傳輸到自動噴標機器臂控制計算機中,按照用戶要求將鋼管各類信息,如訂貨單位、鋼管級別、規格、長度、管號、爐號、生產廠家等,通過自動噴標機器臂噴在鋼管內表面或外表面,快捷噴印數字與字母。

    1.2.6理化檢驗設備

    全自動拉伸試驗機,自動完成試樣夾取、尺寸測量、安裝、引伸計安裝、拉伸、卸載、試驗結果記錄和存儲等。全自動沖擊試驗機,自動完成試樣夾取、安裝、沖擊、記錄和存儲等。采用臥式落錘沖擊試驗機,類似于沖擊試驗機,可以測量沖擊功,擺角等,最大沖擊能量為39000J,并且自動完成試樣夾取、安裝、沖擊、記錄和存儲等。自動硬度試驗機,自動完成試樣夾取、安裝、硬度測試、記錄和存儲等。

    1.2.7標識識別

    國外許多重要生產、檢驗崗位無人職守,自動運行,鋼管管號、爐號等身份信息通過計算機系統自動識別并進行相關生產、檢驗、記錄和存儲。制管行業常用的標識識別方法包括人工靜態識別、條碼識別和數字圖形識別等。人工靜態識別,通過數字照相機或者動態圖像傳輸設備將鋼管身份人工辨別,并錄入計算機系統,完成人工輔助識別;條碼識別,運用很廣泛,在中國郵政EMS系統、超市出口結算等都采用條碼識別。難度最大的是數字圖像識別,采用圖像數字處理技術還原識別方法,自動識別標識。國外生產企業中,鋼管成型后噴印標準數字,后續各崗位安裝動態圖像采集設備,鋼管進入崗位后,自動掃描、傳輸、運算、識別出鋼管標識號碼,并對生產、檢驗過程進行記錄存儲。

    13運行效率

    國外直縫埋弧焊接鋼管具有較高的生產效率。從表2中可以看出,1470X701016mm×17.5mm直縫埋弧焊接鋼管,從焊接到外觀綜檢均僅用144h6天完成所有生產檢驗工作,UO成型、內外焊接、水壓、自動超聲波檢驗平均每天完成245根鋼管,成品檢驗平均每天完成259.4根鋼管,按照每班8h工作制,平均每班生產檢驗80多根鋼管。

    2為日本某廠X65PSL2610mm×15.9mm直縫埋弧不銹鋼焊管水壓曲線。可以看出該水壓機設備從0MPa升壓到指定穩壓壓力21.0MPa,耗時5.5s,升壓速率為4.073MPa/s。而且水壓曲線非常平緩,沒有任何減壓趨勢,可見該設備具有很好的增壓能力和可控性。對于同規格同鋼級鋼管,國內某管廠需要50~105s才能升到穩定的壓力值,升壓速率范圍為0.2~0.4MPa/s。而且,在保壓范圍內,壓力曲線呈緩慢下滑趨勢,如圖3所示,有時甚至為鋸齒狀下滑,但總體能在穩壓壓力下限值以上達到標準要求的穩壓時間。

    2產品實物質量

    2.1鋼管質量穩定性

    國外直縫埋弧焊接鋼管生產檢驗工藝穩定,質量穩定,具有較高的生產效率和合格率,且產品實物質量性能穩定可靠。一般對于X65X70管線鋼,訂貨范圍在2t以下的直縫埋弧焊接鋼管全部在焊接、RT、UT和外觀檢驗完畢后進行理化檢驗,包括首批檢驗、工藝評定試驗、出證試驗以及組批檢驗等,全部按照標準或者用戶規范要求同時進行取樣和試驗,試驗結果均無不合格,而且波動范圍小,性能穩定。日本某廠生產的X70PSL21016mm×17.5mm直縫埋弧焊接鋼管,7500t,組批檢驗76批次,鋼管母材橫向拉伸屈服強度測量結果范圍為510585MPa,波動幅度75MPa,平均為548MPa,APISPEC5LPSL2X70鋼管拉伸性能屈服強度要求為485620MPa。母材橫向抗拉強度測量結果范圍為600660MPa,波動幅度60MPa,平均為635MPa,APISPEC5LPSL2X70要求為565760MPa,拉伸強度控制范圍如圖4所示。可見國外制管水平可以將鋼管母材性能準確控制在標準規范要求范圍中部,這樣既能保證產品性能能夠滿足規范要求,又節約了因強度太高或者居于范圍區間中上部而需要的合金化元素,并且還可以適當簡化控軋工藝。

    2.2合格率

    國外直縫埋弧焊接鋼管不僅具有高的生產效率,也具有高的合格率。某管廠生產1083X70711mm×18.4mm直縫埋弧焊接鋼管,合格1077,降廢6,合格率為99.44;降廢6根原因分別為1根為焊接燒穿,4根為夾渣,1根為劃傷。生產1470X701016mm×17.5mm直縫埋弧焊接鋼管,合格1457,降廢13,合格率為99.11;降廢原因包括劃傷、壓坑、夾渣和未焊透等。

    2.3韌性

    33組國外某廠生產的LSAWAPIX65PSL2610mm×15.9mm直縫埋弧不銹鋼焊管-10℃夏比沖擊試驗結果見表3。可見,母材金屬沖擊吸收功單個最高可達493J,均值可達470J;焊縫金屬沖擊吸收功單個最低可達117J,均值在239J以上;焊接熱影響區HAZ沖擊吸收功單個最低可達293J,可見管體母材及其焊接接頭具有良好的抗沖擊韌性。

    3HSE管理

    國外某廠車間內設置多處醫藥室,放置緊急醫藥箱、擔架;綠色通道、逃生路線明確,橫穿鋼管輥道均設置跨橋。人員勞動防護用品配置齊全,全面體現以人為本,簡單、重復工作、有毒有害崗位均由機器人或者機器臂完成。

    4結語

    與國外各項先進的管線鋼管指標相比,我國的管線管還有一定差距,有待進一步提高。差距主要表現在裝備水平、自動化程度、實物質量穩定性、生產管理、質量控制等。

    本文標簽:不銹鋼焊管 

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