大口徑直縫鋼管的焊接,主要包括預(yù)焊、內(nèi)焊和外焊三種工序。所謂預(yù)焊即是在鋼管成形之后,采用連續(xù)的高速氣體保護(hù)焊(MAG)方法進(jìn)行的成形鋼管的定位焊。預(yù)焊之后,分別在鋼管內(nèi)、外進(jìn)行多絲埋弧焊接。就高速氣體保護(hù)預(yù)焊而言,目前有兩種方法。一種是采用單絲雙電源的大電流高速氣體保護(hù)預(yù)焊,如美國(guó)、德國(guó)即采用此種方法;另一種是雙絲高速氣體保護(hù)預(yù)焊,日本即采用此種方法。目前應(yīng)用較多者為單絲高速氣體保護(hù)預(yù)焊方法,在合理的焊接工藝條件下,可以實(shí)現(xiàn)不低于7m/min的高速度,而且焊道成形平直美觀。
作為焊接的道工序的預(yù)焊,即要確保質(zhì)量。預(yù)焊的質(zhì)量,不單單是其本身質(zhì)量的問(wèn)題,還影響到后續(xù)內(nèi)、外焊的質(zhì)量。對(duì)它的質(zhì)量要求,有針對(duì)性的主要是如下幾點(diǎn):
1、焊道要連續(xù),并且外觀成形要避免凸凹不平,以利于后的外焊質(zhì)量保證。
2、要保證適宜的熔透深度和熔敷量,既要保證焊后不開(kāi)裂,又要使內(nèi)焊時(shí)不產(chǎn)生燒穿現(xiàn)象。
3、要有較高的焊接速度,以提高生產(chǎn)效率。
擴(kuò)徑是大直徑直縫埋弧焊管生產(chǎn)中確保鋼管質(zhì)量的一道重要工序,管線鋼管標(biāo)準(zhǔn)要求直縫埋弧焊管經(jīng)過(guò)擴(kuò)徑工序。
1、可有效提高鋼管尺寸精度
目前,直縫埋弧焊鋼管成型方式主要有UO,RB,JCO,C和Hu-Metal,采用這5種成型方式生產(chǎn)的鋼管,不同程度地存在幾何尺寸精度不高的問(wèn)題。由于直縫埋弧焊縫是在管體的一側(cè)進(jìn)行內(nèi)、外焊,因而鋼管在熱應(yīng)力的作用下要發(fā)生彎曲變形,而焊縫部分縱向收縮量也較大,使鋼管的直線度受到嚴(yán)重影響;另外,這5種成型方式生產(chǎn)的鋼管,橢圓度均較大,尤其是JCO和C成型鋼管。因此, 通過(guò)擴(kuò)徑、整圓等工藝提高鋼管的幾何精度。
2、減少或消除在制管、試驗(yàn)過(guò)程中引起的包辛格效應(yīng)
由于鋼管在成型和試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生包辛格效應(yīng),使屈服強(qiáng)度下降,而鋼管在擴(kuò)徑時(shí)冷作硬化,擴(kuò)徑后可提高鋼管的屈服強(qiáng)度,這樣就減少了為達(dá)到鋼管的強(qiáng)度要求而提高板材等級(jí)所造成的浪費(fèi)。
3、消除鋼管成型和焊接的殘余應(yīng)力
冷擴(kuò)徑可以消除成型和焊接時(shí)造成的殘余應(yīng)力,改善鋼管內(nèi)應(yīng)力的分布狀態(tài),從而避免因所輸送石油或天然氣中的H2S在鋼管應(yīng)力集中區(qū)域產(chǎn)生氫脆甚至裂紋的情況。