各加工工序制造技術的進步
坡口加工中厚壁鋼管可以高效率切削,兩臺UOE鋼管軋機從刨邊式變為銑邊式。在高強度鋼管和厚壁鋼管制造中,C形壓力機對提高橢圓度起到重要作用。日本國內也有增強C形壓力機能力的軋機。
U、O形壓力機的方式和能力沒有變化,新日鐵君津廠進行高強度鋼管制造工程改造,進一步提高了成形精度和橢圓度。也有運用FEA優化高強度鋼管和超厚壁鋼管成形條件的報告。也有為了預測壓潰壓力,為了預測制管后的力學性能、殘余應力和形狀,運用FEA的例子。U形壓力機的滑塊式和側氣缸式比較,側氣缸式的成形范圍大,無論是厚壁還是薄壁的成形能力都良好。連桿式處于這些之間。
開發了可以高質量化、高速化進行定位焊接的焊接技術、焊接裝置及焊接材料,從間歇定位轉向連續定位,有定位線從二條集約到一條的鋼管軋機,這樣有助于高效率操作和省力化。UOE鋼管內外面用一道SAW制造,為了提高生產率實現多電極化,內面焊接3-4個電極;外面焊接4個電極是主流。
即使是相同的設備,由于各電極的電流配備、焊劑的改良,提高了焊接速度,于是減少了焊接線的數量。此外,還實施自動化節省了人力。為制造高強度鋼管和超厚壁鋼管,要求擴管工序有強力的擴管器,也有引進高能力擴管器的軋機。
管縫焊接材料
管縫焊接的接頭強度必須是母材強度同等以上,隨著鋼管的高強度化,要求高強度的焊接金屬。越增加合金量,焊接金屬的強度也越高,與Pcm值有良好的相關性。一般情況下,隨著高強度化,韌性降低,抗拉強度從1000MPa以上韌性快速下降。1000MPa的組織是上貝氏體;1150MPa是條狀馬氏體主體的組織,可見組織形態的影響之大。X65級的焊接金屬廣泛使用由焊劑添加B,抑制焊接金屬的晶間鐵素體生成,提高低溫韌性技術。抗拉強度800MPa以下時,使用了添加B焊劑的30ppm B的焊接金屬抑制晶間鐵素體,比B<15ppm的低B焊接金屬韌性高。但是,抗拉強度800MPa以上,反而是低B韌性高。這說明低B焊接金屬組織在1000MPa含有針狀馬氏體。此外,為了達到高強度、高韌性,添加Ni是有效的方法,如果Ni含量達到3%以上高溫裂紋敏感性提高。
自動化
鋼管直徑、壁厚、橢圓度等自動尺寸測定有了進步。鋼管坡口、焊道形狀的測定、自動標記技術、利用圖像識別的部件跟蹤技術獲得發展,可以對每根鋼管從上游工序直到出庫進行全過程數據管理。近年來,與客戶在網上電子化的數據共享,可以時時掌握制管的進展、出庫試驗結果等。
JCOE鋼管制造技術的進步
LSAW大口徑鋼管的制造方法以UOE法為主,直徑和壁厚超過UOE制造范圍時,用三輥彎曲法和壓力彎曲法制造。20世紀90年代中期以德國、印度、俄羅斯和中國為中心建設了JCOE法的大口徑鋼管廠,是與UOE法詳細比較的時期。
JCOE鋼管的制造工序
JCOE法是德國SMS Meer公司開發的。其工序是:①軋邊;②預彎邊;③采用壓力機彎曲一端彎曲成J形狀,另一端同樣成J形,成形為C形,最后成形為管縫打開的O形;④管縫焊接;⑤擴管。與UOE法比較,UO部分置換為③壓力機彎曲。最大可制造范圍是直徑60in.,長度18m,使用普通工具鋼管壁厚是40mm,使用特殊工具最大可達到65mm。40mm壁厚時,12.2m長度的壓力機負荷是65MN,18.3m長度的壓力機負荷是100MN。