热轧卷板开平板在直缝埋弧焊管中的应用

焊管．第３１卷第４期．２００８年７月　・５ｌ・　●应用与开发　热轧卷板开平板　在直缝埋弧焊管中的应用　郭振其，李志华　（巨龙钢管有限公司，河北青县０６２６５８）　摘要：介绍了热轧卷板开平板和中厚板的区别，阐述了热轧卷板开平板生产直缝埋弧焊管　的难点，并提出了解决难点的有效措施。通过介绍巨龙钢管有限公司用热轧卷板开平板生产　的直缝埋弧焊接钢管的情况，指出国内企业采用热轧卷板开平板和ＪＣＯＥ工艺生产管线用直　缝埋弧焊管是可行和可靠的，同时也增加了制管企业在钢板原料上的选择空间。　关键词：热轧卷板；开平板；中厚板；直缝埋弧焊管；包辛格效应　中图分类号：ＴＧ１１３．２５文献标志码：Ｂ文章编号：１００１—３９３８（２００８）０４—００５１—０３　国内大直径直缝双面埋弧焊管的制造起步较　厚板。由于受卷取影响，钢卷头、中、尾部性能差　晚，但随着西气东输等一批重大管线项目的相继　别较大，热轧卷板开平后钢板的强度会上升。此　动工兴建，给直缝埋弧焊管制造行业的发展创造　外，热轧卷板没有切边，开平板时需要切边。　了条件。直缝埋弧焊管用中厚板生产企业和制管　企业在生产技术方面也取得了长足进步，积累了　２热轧卷板开平板生产直缝埋弧焊管的　丰富的生产经验。随着这些重大管线的支线和城　难点　市管网建设的需要，对薄壁中直径直缝埋弧焊管　的需求也日益增加。由于向钢厂采购薄壁、宽度　（１）成板率低　较窄的中厚板较为困难，因此使用中厚板生产中　热轧卷板开平板时，因卷重不同，按相同长度　直径薄壁直缝埋弧焊管不太现实，为满足用户需　裁板，大部分钢卷尾部剩余多，材耗加大。　求，使用热轧卷板开平板生产中直径薄壁直缝埋　（２）月牙弯　弧焊管成为首选。　每卷头尾两张开平板月牙弯偏大，造成铣边　量不均匀，板边局部铣不出坡口。　１　热轧卷板开平板与中厚板的区别　（３）板边缺陷　开平板若未剪边，板边重皮、结疤缺陷较多，　热轧卷板以板坯（主要为连铸坯）为原料，加　经过几次倒运之后，板边压坑、划伤等缺陷增多。　热后由粗轧机组及精轧机组轧制成钢带，从精轧　（４）卷板性能不均　最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定　卷板头、中、尾拉伸性能差别较大。卷板性能　温度，由卷取机卷成卷板，将热轧卷板拉开展平并　不均对生产过程的稳定性影响较大，预弯、成型、　裁剪成一定规格的平整钢板叫开平板。中厚板是　焊接、扩径等工序的生产参数波动大，严重时影响　板坯加热后，经热机械控轧和急速冷却并切边后　钢管质量。　的平整钢板。不同的轧制工艺是开平板与中厚板　（５）包辛格效应　两者的主要区别。热轧卷板只在一个方向（纵　卷板与中厚板轧制工艺不同，各向异性差别明　向）进行轧制，中厚板在两个方向（横向和纵向）　显，尤其是纵向拉伸性能。从卷板到钢板再到钢　进行轧制，因此热轧卷板在各向同性方面不如中　管，包辛格效应的变化趋势，及其对ＪＣＯＥ直缝焊　维普资讯 http://www.cqvip.com ・５２・　焊　管　２００８年７月　管产生的影响是需要研究的新课题。　３解决措施　３．１原料控制　（１）提高成板率　根据卷重以及实际测算的卷板平均米重，裁　板前比较准确地计算出每卷钢卷总长，然后根据　总长确定裁板的张数和长度。采用此办法，成板　率可提高２％左右。　（２）卷板头尾月牙弯的控制　一是裁板前观测月牙弯，卷板长度允许的情　况下可加大舌头卷尾的切除长度；二是加大铣边　量，合理调整扩径量，可在管径负偏差范围内控制　钢管外径；三是切除钢板月牙弯严重部位。　（３）板边缺陷控制　重点加强开平、上料检验、成品检验三个工序　的质量控制。卷板开平板时，要求及时清理卷板　表面的铁锈和杂物，加强表面质量检查与记录；倒　运开平板时，要求吊具轻拿轻放，减少磕碰；加强　上料检验工序对钢板表面质量的检查，将板边缺　陷列入专项检查范围，板边存在缺陷的钢板修磨　合格后方可上线生产；加强成品检查工序对钢管　表面质量检查，尤其是焊缝两侧母材表面质量的　确认检查，以确保出厂钢管质量完全合格。　３．２　工艺控制　根据钢板原料情况，针对性地分批调整工艺，　保证钢管质量稳定。卷板中部性能稳定，开平板　数量大，生产过程及钢管质量稳定，而卷板头尾部　分与中间部分性能差别较大，卷板中部的生产工　艺参数不再适合卷头卷尾生产，而且月牙弯、板边　缺陷多出现在卷头卷尾，因此将卷头卷尾开平板　集中按一个批次组织生产非常有益，通过针对性　地调整板宽、成型压下量、扩径率等工艺参数可使　钢管质量保持同一水平。　３．３包辛格效应控制　（１）控制卷板合理的拉伸性能是保证钢管拉　伸性能的重要途径。数据统计结果表明，包辛格效　应对纵向拉伸性能的影响比较明显。开平板经　ＪＣＯ成型和扩径后，纵向屈服和抗拉强度有明显上　升趋势，屈强比略有升高。同时卷板开平时因加工　硬化作用使钢板屈服强度也有上升趋势。根据这　些变化规律，确定卷板纵向屈服强度范围很重要。　（２）减小扩径量和增加成型步数以适当减轻　包辛格效应的影响。扩径量减小时管壁母材拉伸　塑性变形减小，加工硬化作用相对减弱；增加成型　步数使得钢板变形更均匀，加大变形区域，局部变　形减小，也可减轻加工硬化作用。　４开平板生产的直缝埋弧焊管性能　２００４年５月，巨龙钢管有限公司首次采用热　轧卷板开平板为番禺一惠州海底输气管线项目生　产＋５ｏ８　ｍｍ×１４．３　ｍｍ，Ｘ６５级直缝埋弧焊管。钢　管的各项性能指标如下。　４．１　管端圆度　钢管管端圆度平均２．３　ｍｍ，最大３　ｍｍ，最小　１　ｍｍ，其中圆度为２　ｍｍ的钢管占钢管总量的　６８％。钢管管端圆度分布图如图１所示。＼　丑　加　∞册∞鲫加　Ｏ　　标准要求３．０　样管个数１２６　平均值　２．３　最大值　３．０　最小值　１．０　。标准方差０．５　＿　０　１．０　２．０　３．０　４　０　圆度／ｍｍ　图１钢管管端圆度分布图　４．２钢管直度　钢管平均直度８．５　ｍｍ，最大１５　ｍｍ，最小５　ｍｍ，其中直度小于７　ｍｍ的钢管占钢管总量的　４７％，直度小于１０　ｍｍ的钢管占总数的８０％。钢　管直度分布图如图２所示。　５Ｏ　４０　壶３０　２０　１Ｏ　０　ｌ＿．　’　４．０　７．０　１０．０　１３．０　１６　０　１９．０　直度／ｍｍ　图２钢管直度分布图　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３１卷第４期　郭振其等：热轧卷板开平板在直缝埋弧焊管中的应用　・５３・　４．３钢管长度　４Ｏ　钢管平均长度１２．２６４　ｍ，最长１２．４１５　ｍ，最　３Ｏ　短１０．９１０　ｍ，其中长度大于１１．５００　ｍ的钢管占钢　２０　管总数的９７％，大于１２．０００　ｍ的钢管占钢管总数　囊最标萎大小准萎值方　■差　　．５４１６７０；５　３　Ｉ■　的９０％。钢管长度分布图如图３所示。　ｌＯ　Ｏ　１ＯＯ　４７０　４８５　５００　５ｌ５　５３０　５４５　５６０　５７５　标准要求１２．２００　横向屈服强度／ＭＰａ　８０　样管个数１２０　平均值　１２　２６４　６０　最大值　１２．４１５　图４钢管横向屈服强度分布图　＝丑　最小值　１０．９１０　４０　标准方差２５５　４　４Ｏ　２Ｏ　３０　标准要求４５０￣６００　样管个数４Ｏ　‘０　１０．６　ｌ１．６　ｌ１．８　１２．０　１２．２　１２．４　１２．６　１２．８　平均值　５３１　长度／皿　２０　最大值　５８０　最小值４９５　盎　图３钢管长度分布图　标准方差１７．６　１Ｏ　Ｏ　４．４拉伸性能　４９０　５０５　５２０　５３５　５５０　５６５　５８０　５９５　钢管横向屈服强度平均５１９　ＭＰａ，纵向屈服　纵向屈服强度／ＭＰａ　强度平均５３１　ＭＰａ，抗拉强度平均约６２０　ＭＰａ，横　图５钢管纵向屈服强度分布图　向屈强比平均约０．９２，纵向屈强比平均约０．９２。　钢管横向屈服强度分布图如图４所示，钢管纵向　４．５　其它性能　屈服强度分布图如图５所示。　钢管其他性能见表１。　表１钢管其他性能　５应用情况　６结语　２００４年至今，巨龙钢管有限公司采用热轧卷　多条油气输送管道项目使用热轧卷板开平板　板开平板先后为番禺一惠州海底管道项目４，５０８　生产的直缝埋弧焊管，尤其是番禺一惠州海底管道　ｍｍ　Ｘ　１４．３　ｍｍ，Ｘ６５级；广东ＬＮＧ项目４，６１ｏ　ｍｍ　的成功运行，证明了国内企业采用热轧卷板开平板　Ｘ　１２．７　ｍｍ，Ｘ６５级；淮武线６６１ｏ　ｍｍ　ｘ　１１．９　ｍｍ，　和ＪＣＯＥ工艺生产管线用直缝埋弧焊管的可行性　Ｌ４１５级；冀宁支线４，６１ｏ　ｍｍ　ｘ　１２．６　ｍｍ，Ｘ７０级；　和可靠性，一定程度上提高了直缝埋弧焊管企业的　兰州一银川输气管道项目　１０　ｍｍ　ｘ　１１　ｍｍ，Ｘ７０　制造水平，增加了制管企业钢板原料的选择空问。　级；罗家寨一渡口河项目４，５０８　ｍｍ　ｘ　１１　ｍｍ，，４５０８　ｍｍ　ｘ　１０　ｍｍ，Ｘ７０级等多条管线生产了直缝埋弧　作者简介：郭振其（１９７５一），男，工程师，主要从事直缝埋　焊管。检测结果表明，所生产钢管的各项性能指　弧焊管生产工艺的制定工作。　标均满足用户标准要求，其中番禺一惠州海底管　收稿日期：２００８一Ｏｌ一２８　道已经正式运行。　编辑：黄勇