(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108247292 A
(43)申请公布日 2018.07.06
(21)申请号 201711477524 .X
(22)申请日 2017 .12 .29
(71)申请人 浙江久立特材科技股份有限公司
地址 313012 浙江省湖州市南浔区双林镇
镇西
(72)发明人 许全光 吉海 方焰冰 牛凯华
沈赟 刘明洲 周海山 李明才
陈立新 郑国强
(74)专利代理机构 杭州浙科专利事务所(普通
合伙) 33213
代理人 刘元慧
(51)Int .Cl .
B23P 15/00(2006 .01)
权利要求书1页
(54)发明名称
一种超级双相不锈钢厚壁焊管的制造方法
CN 108247292 A
(57)摘要
本发明公开了一种超级双相不锈钢厚壁焊
管的制造方法，
包括：
铣边、
预弯、
JCO成型、
内模
压边、
预焊、
外焊、
内焊、
热处理、
整圆、
焊缝X射线
检测、
静水压试验、倒棱、酸洗钝化、外观质量检
查。
采用此方法制造的厚壁超级双相不锈钢焊管
不仅可以使焊缝组织铁素体和奥氏体组织比例
趋于合理 ，
实现其优异的机械性能和耐腐蚀性
能，
而且通过JCO双模具预弯成型和内模压边的
混合成型方式很好的解决成型以及圆度问题。
说明书3页
CN 108247292 A
权
利
要
求
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1 .一种超级双相不锈钢厚壁焊管的制造方法，
其特征在于包括以下步骤：
1）铣边：
利用铣边机使用刀盘对板材边部进行加工，
使板材卷制后焊缝呈X型坡口；
2）预弯：
根据预弯压模中平模可使用的压力大、
预弯圆度差以及尖模可使用的压力小、
预弯圆度好的特点，
利用双模具预弯成型法进行预弯；
3）JCO成型：
将预弯后的钢板根据外径和壁厚计算压制道次和每次的进给量，
先将钢板
一半压成“J”型，
然后再按照相同的道次和进给量压另一半，
最后整个钢板成“C型”，
最后在
钢板的中间进行压制，
成开口的“O型”；
4）内模压边：
将内模放入管内，
将弧面衬于直边部位下方，
采用压力机压制，
使直边部
位紧贴内外模，
如此逐段反复操作，
直至将纵缝边缘的JCO成型盲区直边段消除；
5）预焊：
将内模压边后的钢管送入预焊机，
调整预焊机压辊位置，
采用具有激光自动跟
踪系统的等离子焊接方式进行焊接，
形成全焊透的预焊焊缝；
6）内外焊：
将预焊后的钢管送入埋弧焊设备，
使用具有数字化电源系统的埋弧焊机进
行埋弧焊；
7）热处理：
热处理采用罩式炉固溶处理：
保温温度1025-1125℃，
保温时间按1-2min/mm
壁厚进行计算，
出炉后快速水冷；
8）整圆：
整形机采用四片式组合模具进行整圆；
9）焊缝X射线检测：
对焊接后的钢管焊缝进行100%X射线检测；
10）静水压试验：
对钢管逐支进行静水压试验，
压力值按标准要求，
稳压时间应不少于
10s；
11）倒棱：
使用刀盘对钢管的管端进行坡口加工；
12）采用氢氟酸硝酸混合酸洗钝化液，
进行酸洗钝化；
13）外观质量检查。
2 .如权利要求1所述的一种超级双相不锈钢厚壁焊管的制造方法，
其特征在于步骤2）
中所述的双模具预弯成型法的步骤为先用平模对钢板边部进行初步的预弯，
再用尖模压制
对钢板边部进行改善，
通过两套模具并用的方式来确保钢管的圆度。
3 .如权利要求1所述的一种超级双相不锈钢厚壁焊管的制造方法，
其特征在于步骤4）
中内模的弧面曲率与管子的理论内面曲率一致 ,且高度与管子内径大小一致。
4 .如权利要求1所述的一种超级双相不锈钢厚壁焊管的制造方法，
其特征
在于步骤6）焊接时要求严格控制热输入和层间温度，
采用小电流慢速度多道焊的焊接
方式，
控制冷却速度保证合理的相比例，
减少金属间相产生。
5 .如权利要求1所述的一种超级双相不锈钢厚壁焊管的制造方法，
其特征在于步骤11）
中坡口角度为35-37 .5°
，
钝边0 .5-1 .5mm。
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一种超级双相不锈钢厚壁焊管的制造方法
技术领域
[0001] 本发明属于双相不锈钢材料加工技术领域，
具体涉及一种超级双相不锈钢厚壁焊
管的制造方法。
背景技术
[0002] 随着石油天然气工业的快速发展，
腐蚀造成的经济损失和安全问题逐渐引起人们
的关注。在石油天然气开采、输送和炼化过程中，
氯离子、CO2和H2S腐蚀是油气田设备管线
系统中普遍存在的严重问题。
[0003] 超级双相不锈钢金相组织为奥氏体和铁素体两项组织约各占一半左右，
兼有奥氏
体与铁素体不锈钢的特点，
化学成分中含有约25%的Cr，
6%-7%的Ni和3%-4%的Mo，
其PRE值一
般大于40，
具有极高的抗点蚀、
缝隙腐蚀、
应力腐蚀（SCC）和均匀腐蚀的性能，
能够用于非常
恶劣的腐蚀环境中。其机械强度也比普通双相不锈钢高出许多。常应用于石油化工、天然
气、
海洋工程、
印染和造纸等领域。
[0004] 由于超级双相不锈钢价格昂贵，
且焊接困难，
目前国内关于双相不锈钢焊接方面
的研究比较多，
但目前对于超级双相不锈钢焊接方面的研究较少，
特别是厚壁管双面自动
埋弧焊方面的相关研究信息。
发明内容
[0005] 针对现有技术中存在的问题，
本发明的目的在于设计提供一种超级双相不锈钢厚
壁焊管的制造方法。
[0006] 所述的一种超级双相不锈钢厚壁焊管的制造方法，
其特征在于包括以下步骤：
1）铣边：
利用铣边机使用刀盘对板材边部进行加工，
使板材卷制后焊缝呈X型坡口；
2）预弯：
根据预弯压模中平模可使用的压力大、
预弯圆度差以及尖模可使用的压力小、
预弯圆度好的特点，
利用双模具预弯成型法进行预弯；
3）JCO成型：
将预弯后的钢板根据外径和壁厚计算压制道次和每次的进给量，
先将钢板
一半压成“J”型，
然后再按照相同的道次和进给量压另一半，
最后整个钢板成“C型”，
最后在
钢板的中间进行压制，
成开口的“O型”；
4）内模压边：
将内模放入管内，
将弧面衬于直边部位下方，
采用压力机压制，
使直边部
位紧贴内外模，
如此逐段反复操作，
直至将纵缝边缘的JCO成型盲区直边段消除；
5）预焊：
将内模压边后的钢管送入预焊机，
调整预焊机压辊位置，
采用具有激光自动跟
踪系统的等离子焊接方式进行焊接，
形成全焊透的预焊焊缝；
6）内外焊：
将预焊后的钢管送入埋弧焊设备，
使用具有数字化电源系统的埋弧焊机进
行埋弧焊；
7）热处理：
热处理采用罩式炉固溶处理：
保温温度1025-1125℃，
保温时间按1-2min/mm
壁厚进行计算，
出炉后快速水冷；
8）整圆：
整形机采用四片式组合模具进行整圆；
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9）焊缝X射线检测：
对焊接后的钢管焊缝进行100%X射线检测；
10）静水压试验：
对钢管逐支进行静水压试验，
压力值按标准要求，
稳压时间应不少于
10s；
11）倒棱：
使用刀盘对钢管的管端进行坡口加工；
12）采用氢氟酸硝酸混合酸洗钝化液，
进行酸洗钝化；
13）外观质量检查。
[0007] 所述的一种超级双相不锈钢厚壁焊管的制造方法，
其特征在于步骤2）中所述的双
模具预弯成型法的步骤为先用平模对钢板边部进行初步的预弯，
再用尖模压制对钢板边部
进行改善，
通过两套模具并用的方式来确保钢管的圆度。
[0008] 所述的一种超级双相不锈钢厚壁焊管的制造方法，
其特征在于步骤4）中内模的弧
面曲率与管子的理论内面曲率一致 ,且高度与管子内径大小一致。
[0009] 所述的一种超级双相不锈钢厚壁焊管的制造方法，
其特征
在于步骤6）焊接时要求严格控制热输入和层间温度，
采用小电流慢速度多道焊的焊接
方式，
控制冷却速度保证合理的相比例，
减少金属间相产生。
[0010] 所述的一种超级双相不锈钢厚壁焊管的制造方法，
其特征在于步骤11）中坡口角
度为35-37 .5°
，
钝边0 .5-1 .5mm。
[0011] 本发明制造方法制得的超级双相不锈钢厚壁焊管不仅可以使焊缝铁素体组织和
奥氏体组织比例趋于合理，
实现其优异的机械性能和耐腐蚀性能，
而且通过JCO双模具预弯
成型和内模压边的混合成型方式，
可以很好的解决成型以及圆度问题。
具体实施方式
[0012] 以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例
[0013]
钢种选用S32750，
规格为φ508*38mm厚壁超级双相不锈钢焊管。
[0014] 原料采用壁厚为38mm的S32750钢种板材。
其主要元素含有（按重量百分含
量）：
C≤0 .030% ,Mn≤1 .20% ,P≤0 .035%，
S≤0 .020%，
Si≤0 .80%，
Cr24 .0%-26 .0%，
Ni6 .0%-8 .0% ,Mo3 .0%-5 .0% ,N 0 .24%-0 .32% ,Cu≤0 .50%。
[0015] 铣边：
加工为X型坡口，
外坡口22±1 °
，
内坡口45±1 °
，
中间钝边为4
±0 .5mm，
外坡口深度27±0 .5mm，
内坡口深度7±0 .5mm。
[0016] 预弯：
采用双模具预弯成型对板材边部进行预弯，
采用靠模检验板边预弯后的曲
率，
解决预弯角度不够和直边量太大引起的“桃子尖”的问题。
[0017] JCO成型：
采用压力机压制成形，
在压模的全部长度范围内实施补偿，
通过传感器
对压模的变形进行自动检测，
并通过反馈构成闭环对变化量进行补偿，
整个压制过程实现
智能化控制。达到开口间隙小于200mm，
柔性压制单次进给量40mm。
[0018] 内模压边：
将JCO成型后的钢管送入整型机，
采用与钢管内径匹配的内模：
弧面曲
率半径为216mm，
高度为432mm，
对钢管纵向边缘的直边段进行整型压制，
使JCO成型的边部
盲区曲率符合要求。
[0019] 预焊：
将内模压边后的管子采用等离子焊进行预焊，
离子气、
焊枪保护气和背面保
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护气均为纯氩。
焊接电流I=220-269A，
焊接电压U=32 .5-39 .6V，
焊接速度V=126-154mm/min。
[0020] 内外焊 ：
内外焊缝均采用埋弧焊工艺。焊接工艺参数为 ：
（SAW外1）电 流I=342418A ,电压U=28-34V，
焊接速度V=270-330mm/min；
（SAW内2）电流I=360-440A ,电压U=2834V，
焊接速度V=270-330mm/min；
（SAW内3）电流I=405-495A ,电压U=31-37V，
焊接速度V=
180-220mm/min；
（SAW外4）电流I=360-440A ,电压U=29-35V，
焊接速度V=270-330mm/min；
（SAW外5）电流I=390-470A ,电压U=30-39V，
焊接速度V=225-275mm/min；
（SAW外6）电流I=
405-495A ,电压U=30-39V，
焊接速度V=200-260mm/min；
（SAW外7-1）电流I=405-495A ,电压U=
30-39V，
焊接速度V=225-280mm/min；
（SAW外7-2）电流I=405-495A ,电压U=30-39V，
焊接速度
V=225-280mm/min。
[0021] 热处理：
热处理采用罩式炉固溶处理：
保温温度1080±15℃，
保温时间60分钟，
出
炉后快速水冷。
[0022] 整圆：
对钢管全长采用采用四片式组合模具进行整圆，
保证椭圆度±1mm，
同时直
度满足标准要求。
[0023] X射线检测：
所有管子焊缝按照ASME UW-51进行100%射线探伤。
[0024] 静水压试验：
对钢管逐支进行静水压试验，
试验压力19MPa ，
稳压时间应不少于
10s。
[0025]
倒棱：
对管端进行坡口加工，
坡口角度35-37 .5°
，
钝边0 .5-1 .5mm。
[0026] 酸洗钝化：
采用氢氟酸（2-4%）+硝酸混（16-23%）合酸洗钝化液，
酸洗时间16-24小
时，
酸洗温度30-60℃。
[0027] 经过上述制造方法后，
制得的超级双相不锈钢焊管：
1）焊缝化学成份满足标准要
求，
同时满足PREN≥40；
2）焊缝铁素体组织和奥氏体组织分布均匀，
铁素体含量基本在4045%之间，
无第三相析出；
3）耐腐蚀性能优异，
通过ASTM G48-A法，
在恒温浴槽40℃的三氯化
铁溶液内进行24小时腐蚀试验，
腐蚀结果平均在0 .3g/㎡ ；
4）焊缝抗拉强度≥795MPa，
硬度
不超过32HRC，
弯曲实验无裂纹出现，
外径和椭圆度均能满足ASTM A999标准。
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