!"#$%&’$I
*8D J2 & 91@82F> KF0DL @8D 5D4DF9M >0@19@024 2L 32ND>@0J G0GDM04D @F94>G2F@ 0431>@FE6 943 N9FOD@ 3DN943 @2
943 @8D J1FFD4@ >0@19@024 2L @8D ND301N P M9F5D & >0QD3 RDM3D3 G0GD N941L9J@1F045 J0FJMD>S *8DE 9M>2 50=D 9 3D@90MD3 J2NT G9F0>24 KD@RDD4 >D=DF9M L2FN045 GF2JD>>D> L2F >@F9058@ RDM3D3 G0GD> KD045 J1FFD4@ME DNGM2ED36 943 FD59F3 @89@ @8D 9FF9ED3 & F2MM L2FN045 GF2JD>> 0> 24D 2L @8D 2G@024> L2F K10M3045 1G 4DR ND301N P M9F5D C-U >@F9058@ RDM3D3 G0GD N0MM> 04 @8D J214T @FES ()* +,%-#I VD301N P M9F5D & >0QD3 >@F9058@ RDM3D3 G0GD>W X2FN045 GF2JD>>W -FF9ED3 & F2MM L2FN045W H2NG9F0>24
李 国 栋 ! "#$% & ’ ， 男 ， 内 蒙 古 包 头 人 ， 助 理 工 程 师，主要从事大中口径直缝埋弧焊管生产工艺与设备 方面的研究、设计工作。 %&’’( )*)’ -GFS %((%6 \2MS ."6 ]2S %
$ 大中口径焊管的市场需求分析
大中口径焊管的主要用途是敷设管道，用来
讨论与建议
!"
大中口径直缝焊管的排辊成型工艺
李国栋，张 浩
! 中冶集团包头钢铁设计研究总院秦皇岛分部，河北 秦皇岛 ())((( ’
摘
要：简要介绍了我国管道运输概况，大中口径焊管的市场需求及其制造业现状。较详细地比较分析了当
今几种大中口径直缝焊管成型工艺，提出在我国建设大中口径直缝埋弧焊管机组时排辊成型工艺是可以推荐的机 型方案之一。 关键词：大中口径直缝焊管；成型工艺；排辊成型；比较 中图分类号：* & " ； *+,, 文献标识码： 文章编号："((" & %."" ! %((% ’ (% & ((,. & ($
表 ! 未来 !* 年我国管线钢管需求预测
输送石油、天然气、成品油、煤浆、矿浆、粮食等 大宗散货物资。目前，我国能源产量和消费量已居 世界第三位，而油、气管道里程仅为铁路通车里程 的 ! " #， 管 道 运 输 在 全 社 会 货 物 周 转 量 中 仅 占 $% &’ ， 商 业 用 长 输 成 品 油 输 送 管 道 尚 属 起 步 阶 段，输送煤浆、矿浆、粮食等物资的管道急待大力 发展 。
管径 " 11 ! &$* ! *!. , ! $$* &*. , +.3 &$. , A$* 3*2 , 2!# &$. , 2!#
输送介质 原油、 天然气 原油、 天然气 原油、 天然气 成品油 煤浆、 矿浆 其他
预测用量 " 万 #*A% ! $22% 3 &*&% & .* !** 2
比例 ’ $.% # $&% A
管道运输是当今综合运输体系的主要组成部 分，与铁路、公路、水运、航空一起构成社会经 济发展的基础产业。管道运输较其他运输方式具 有经济、安全、高效、不间断及无污染等优点， 被广泛用于输送石油、天然气、煤浆、矿浆、粮 食及其他大宗物料，尤其在全世界石油、天然气 工业中发展迅速。 在我国，作为新兴运输产业的管道运输自 %( 世纪 $( 年代起呈现出波浪式发展的突出特点，如 $( 年代的东北管网、 Y( 年代的东部管网、 #( 年代 的西部管道建设，都带有工作量相对集中在短短 几年内的高峰性质。每次管道建设高峰不仅完成
# 概
述
了建设项目， 还带动了冶金行业和制管业的发展。 发展管道运输业离不开钢管，干线管道一般 可采用无缝钢管、直缝电阻焊管、螺旋埋弧焊 管、直缝埋弧焊管以及其他特殊结构钢管。由于 焊管与无缝管相比具有壁厚精度高、成材率高、 单位产品投资少、产品成本低等特点，因此在管 道选材上焊管已经显现出明显的优势。而直缝埋 弧焊管逐渐替代螺旋埋弧焊管的趋势，自 %( 世纪 $( 年代后便已十分明朗，进入 #( 年代后，世界上 许多石油公司及管道公司已经不允许在油、气管 道上选用螺旋埋弧焊管，因而一些工业发达国家 的螺旋埋弧焊管机组有的被拆除改造为直缝焊管 机组，有的则被限制只能生产打桩管或输水管等 一般用途钢管 Z " [ 。
($)
据预测，未来 !* 年我国管线钢管总需求量约 为 +** , ! $** 万 -，平均每年 +* , !$* 万 -。各种 管径的总需求量预测如表 ! 所示。
线管的要求。 通过对中国石油天然气总公司等管线建设单位 的调研以及与有关专家学者的广泛接触和讨论，对 管线用管选型方面提出“分层养鱼”的策略，即： / ! 0 对中小口径 / &$.11 以下 0 管线用管，主要 选用无缝钢管和 456 直缝焊管。 / $ 0 对大口径 / ! $$*11 以上 0 管线用管，主要 选用螺旋埋弧焊管或直缝焊管。 / # 0 对大中口径 / &$. , ! $$*11 0 管线用管，主 要选用直缝埋弧焊管。 其选择理由如下： / ! 0 电阻焊具有生产率高、成本低、尺寸精度 高、外形美观等诸多优点。过去因焊缝可靠性差而 在使用上受到很大限制，近年来随着对 456 钢管 焊接机理方面的研究取得突破并以此为基础优化各 焊接工艺参数，加之在自控技术方面的进步，对所 有优化参数可用自控技术给予保证，使焊缝质量明 显改善。此外，随着近年来冶金技术及自动化和检 测技术的提高，使 456 钢管在母材及焊缝区域的 各项指标均显著提高，因而已可采用电阻焊生产高 压锅炉管和石油套管 / D2* 0 等高档产品，并部分取 代 无缝 钢管 。 目前 国际 上 456 钢 管 口径 范 围在 ..*11 以下，而我国宝鸡石油钢管厂和葫芦岛钢 管厂所引进的 456 焊管机组生产的最大钢管口径 分别为 &$.11 和 3*211。因此，可以对其稍加改 造，进一步提高钢管质量，充分发挥此类机组优 势， 与无缝钢管一起满足中小口径管线用管的需要。 / $ 0 虽然直缝埋弧焊管取代螺旋埋弧焊管的趋 势自 $* 世纪 A* 年代起已日渐明朗，但根据我国的 具体情况，由于各大螺旋焊管厂已经积累了丰富的 螺旋埋弧焊管生产经验，生产大口径直缝埋弧焊管 所需的宽钢板 / 宽度 # +**11、厚度 $*11 0 在 " "
图 " 8、 . 成型过程示意
!"
+ABCDEE & 是以钢板为原料，通过纵边预弯、 8 成型 （图 " ） 。 及 . 成型工序，将钢板变成圆形管筒
这种生产工艺根据所生产的管径、壁厚和材质 的不同，需采用很大吨位的成型压力机。其优点 是：生产自动化程度高，生产率高；由于其焊缝的 位置是直的，故焊接时易于精确控制，可保证焊缝 的高质量；在线检查方便，可生产口径较小而管壁 超厚的直缝焊管；产品质量可以达到 F+* 标准的 各项指标要求；生产管径尺寸为 5$6 2 " 6#6%% 时 钢 管 最 大 壁 厚 可 达 53 2 3$%%， 最 大 长 度 可 达 "7%。其缺点是 成型设备庞 大、复杂， 设备造价 高。此工艺是目前国际上广泛采用的成熟的大口径 直缝焊管成型工艺。 8.’ 工艺采用模压成型，每生产一种规格的 钢管需配置一套模具，工模具费用高，更换一套模 具耗时长。由于钢板厚度及屈服强度有一定偏差， 成型后管筒的反弹也会有所不同，其开口值有大有 小。而 8、. 成型时其模具是固定的，不可能根据 反弹大小及时进行补偿，因此在定位预焊时需要增 加额外的夹紧装置，将管筒两开口边压合并预焊， 成型管筒的偏差依然存在，因此焊后必须进行全长 扩径。成型过程中钢板内部应力变化如图 # 所示。
பைடு நூலகம்
&+% *
" 我国大中口径焊管现状及发展对策
"# $ 现 状 中国石油天然气总公司系统内的 . 家焊接管厂 / 宝鸡、青县、沙市、资阳、胜利、辽阳 0 的主导产 品都是螺旋埋弧焊管，口径 $!+ , ! &**11，壁厚 不超过 !211，年产量约 .* 万 -。各地方还有几十 套同等规格的螺旋埋弧焊管机组。此外，宝鸡石油 钢管厂和葫芦岛钢管厂 / 即现今凌钢集团锦西钢管 有限责任公司—— — 编者注 0 还分别引进了 !&$.11 和 !3*211 两套 456 直缝焊管机组。 总体上讲，国内几大焊管厂经过近年来的科研 攻关和技术改造，在高韧性螺旋埋弧焊管制管工艺 方面取得了突破，产品基本上通过了 789 :;<= 3> 标准认证，质量体系也获得了 9:? +*** 认证。但 各厂都不同程度地存在机组老化，自动控制和质量 监控水平较低，钢管质量不够稳定的问题， @A* 以 上钢级的焊管还没有大量生产的经验。 另外，我国大中口径直缝埋弧焊管生产尚属空 白。国外直缝焊管生产发展十分迅速，如日本川 崎、新日铁、住友和日本钢管 & 家公司就拥有 3 条 B?4 直缝焊管生产线；德国、美国等都拥有 B?4 直缝焊管生产能力，国外现有 B?4 直缝焊管生产 总能力已超过 &** 万 - " C。除此之外，国外用其他